[发明专利]一种基于光纤探针的远场光传输模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种基于光纤探针的远场光传输模拟系统，其特征在于，所述远场光传输模拟系统包括：缩束望远镜、发射误差源模拟器、聚焦光路、光纤探针、第一准直光路、大气信道模拟器、背景光模拟器、合束光路、振动-相对运动模拟器和扩束光路；其中，所述缩束望远镜和聚焦光路构成一个等效傅立叶变换透镜，在缩束望远镜和聚焦光路构成的等效傅立叶变换透镜的焦平面得到入射光束的远场分布；所述发射端机发出平行光束，进入到缩束望远镜进行缩束，得到窄孔径的平行光束，入射到发射误差源模拟器；光束出射后经过聚焦光路聚焦，聚焦后形成光斑，代表发射端机发射光束的远场分布，所述光斑的部分光功率耦合进光纤探针；所述光纤探针位于缩束望远镜和聚焦光路构成的等效傅立叶变换透镜的焦平面，对光斑进行波面取样；通过光纤探针的光束经过第一准直光路准直，变为窄孔径平行光束；平行光束经过大气信道模拟器，通过合束光路与背景光模拟器所发出的光合束；合束后的光束进入振动-相对运动模拟器；再经扩束光路扩束后，得到宽孔径的平行光束；最终被接收端机所接收。

2.如权利要求1所述的远场光传输模拟系统，其特征在于，所述大气信道模拟器包括光调制器和空间光调制器；所述光调制器调整光束的强度，用来模拟光信号在大气信道中传播时强度的衰减；所述空间光调制器用来模拟大气湍流引起的光束的相位变化。

3.如权利要求1所述的远场光传输模拟系统，其特征在于，所述背景光模拟器包括宽光谱光源和第二准直光路，所述宽光谱光源出射发散光，经准第二直光路准直，再通过合束光路，与大气信道模拟器出射的光束合起来，进入振动-相对运动模拟器。

4.一种基于光纤探针的远场光传输模拟系统的模拟方法，其特征在于，所述模拟方法包括以下步骤：

1)发射端机发出平行光束，进入到缩束望远镜进行缩束，得到窄孔径的平行光束；

2)窄孔径的平行光束入射到发射误差源模拟器，出射后光束发生抖动；

3)光束经过聚焦光路聚焦形成光斑，光斑代表入射光束的远场分布，光斑的部分光功率耦合进位于缩束望远镜和聚焦光路构成的等效傅立叶变换透镜的焦平面的光纤探针中，获得与接收端机在轨时相一致的光功率；

4)通过光纤探针的光束经过第一准直光路准直变为窄孔径的平行光束；

5)平行光束经过大气信道模拟器，通过合束光路与背景光模拟器发出的背景光合束；

6)合束后的光束进入振动-相对运动模拟器，光束发生抖动；

7)经扩束光路后，变成宽孔径的平行光束；

8)宽孔径平行光束被接收端机接收；

9)对整个模拟系统的光功率进行标定校准，以剔除模拟系统带来的额外的光功率损失。