[发明专利]空间光复用解复用器及方法

说明书

本发明公开了一种空间光复用解复用器及方法，涉及空间光传输器件领域。该空间光复用解复用器包括光束整形单元、相位调制器、半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。本发明随着信号路数增大，器件成本增加较少。

技术领域

本发明涉及空间光传输器件领域，具体是涉及一种空间光复用解复用器及方法。

背景技术

近年来，由于云计算、大数据、视频业务的快速发展，通信容量需求呈指数上升，光纤通信系统更是朝着高速率、高频谱效率不断发展，在单位路径中传输的光信号越来越多是扩大传输容量最本质的技术手段，波分复用、偏振复用、模分复用、空分复用等复用模式都可以增大传输容量。

WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

偏振复用可以在一根光纤中同时传输两路同波长的光信号，从而使光纤的信息传输能力提高一倍。

模分复用传输系统是在1根少模光纤中存在D个并行信道，这样就将传输的容量扩展了D倍。由于不同的信道属于不同模式，这样在同等传输容量的条件下，非线性效应的影响要小的多，这样就减小了由于非线性效应导致的信噪比恶化。

让同一个频段在不同的空间内得到重复利用，称之为SDM(Space DivisionMultiplexing，空分复用)。轨道角动量作为一种新型的空分复用技术，在最近几年开始得到重视和发展。传统的空间光传输的复用/解复用器件需要运用大量的合束器、空间光相位调制器、光束整形单元。例如：两路信号复用，需要运用一个合束器、两个空间光相位调制器、两个光束整形单元；四路信号复用，需要运用三个合束器、四个空间光相位调制器、四个光束整形单元，解复用运用到的子器件也是类推。随着信号路数增大，运用到的子器件数目不断增大，器件成本不断增加。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种空间光复用解复用器及方法，随着信号路数增大，器件成本增加较少。

本发明提供一种空间光复用解复用器，包括光束整形单元、相位调制器，该空间光复用解复用器还包括半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。

在上述技术方案的基础上，所述空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出射，在出射处合为一处，完成复用。

在上述技术方案的基础上，所述空间光复用解复用器作为解复用器使用时，已经复用的多路光信号从反射镜入射到器件中，复用信号经过半透半反镜，相位调制器将复用信号中的多路光源信号一一解析出来，解析出来的多路光信号被分别导入与之对应的光束整形单元中，完成解复用。

在上述技术方案的基础上，所述光束整形单元是两个聚焦透镜的组合，使光束扩大。

在上述技术方案的基础上，所述相位调制器是相位掩膜板、基于超表面材料的相位器件或者硅基液晶。