[发明专利]水下全向LD绿激光双工通信系统

权利要求书

1.本发明涉及一种水下全向LD绿激光双工通信系统。它以LD绿激光作为水下激光通信光源；利用半球型激光发射/接收光学窗口和多路开关型组束光纤，实现对激光通信发射方向的大范围选择与小角度发射；在多路分布式高速激光探测器接收激光通信信号的同时，借助水下平台普遍采用的大视场CCD摄像机对激光通信光束实施空间定向，上述措施的综合运用，可解决水下运动/固定平台之间进行激光通信时的对准难题，同时还具有水下激光照明能力。

2.权利要求1中的水下全向LD绿激光双工通信系统，由安装在水下有人/无人航行器上的激光通信主站A和加装在水下固定/投放传感器上的激光通信子站B(可多个)组成，A、B站采用同样的激光通信发射设备与激光通信接收设备，按标准化模块设计，便于不同平台加装或互换。其中，激光通信发射设备包括激光通信光源、通信调制电源、发射光学系统和信息采集输入/输出接口；激光通信接收设备包括激光通信接收器、通信信号解调电路、接收光学系统和信息存储处理器；此外，还有用于对激光通信发射设备与激光通信接收设备实施综合控制的双工激光通信控制器，以及可配装的CCD水下摄像机。

3.权利要求2中激光通信发射设备的组成单元与功能如下：激光通信光源为一蓝绿波段的LD激光器；通信调制电源为激光提供工作电源和对通信码型的调制；发射光学系统包括半球型激光发射/接收光学窗口和多路开关型组束光纤，前者为一防水密闭全向窗口，后者可将激光通信光束在半球空域范围内，有选择性地从某一特定方向上发射出去；信息采集输入/输出接口用于连接激光通信发射设备与水下投放/固定传感器，将传感器获得的信息转换为激光通信信号发射出去。激光通信接收设备的组成单元与功能如下：激光通信接收器为一接收激光通信信号的高速光电探测器；接收光学系统为一与发射共用的半球型激光发射/接收光学窗口；通信信号解调电路为一对激光通信信号实施解码的电路装置；信息存储处理器将所接收到的激光通信信号存储下来。双工激光通信控制器用于控制激光通信发射设备与激光通信接收设备的工作过程、激光通信发射方向的选择，及对所在传感器平台信息采集/发射的时机。

4.权利要求3中的多路开关型组束光纤，包括1分16(或以上路数)的分束器和光纤微型开关组，光纤微型开关组中的每个开关分别串接在1分16分束器中的每个通道里，其中的开关材料为一小段电控变色光纤材料，当对其施加电压时，的光纤材料变得对蓝绿光透明，即激光信号通过；当撤掉电压时，光纤材料变得对蓝绿光“全黑”，则激光信号被阻，以此控制该路激光传输通道的通或断。光纤微型开关组中的所有光纤输出端头被安置在半球型激光发射/接收光学窗口的内侧，靠近窗口的位置处；而其中哪一路光纤通道开通，则要受双工激光通信控制器的控制；目标是将A站激光通信信号射向B站的激光通信接收方向，或将B站激光通信信号射向A站激光通信的接收方向。