[发明专利]自由空间光通信扫描跟踪方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种自由空间光通信扫描跟踪方法，其特征在于，包括：

与信号光同轴的信标光依次通过可调节角度的第一转向镜和第二转向镜、大焦距凸透镜以及分光棱镜后，分为传播方向相互垂直的两路光束，其中一路光束进入位于大焦距凸透镜焦距处的第一焦平面探测器，另一路光束进入位于大焦距凸透镜焦距内的第二焦平面探测器；

S1、若第一焦平面探测器或第二焦平面探测器未采集到光束光斑的图像，则调整第一转向镜，直至第一焦平面探测器和第二焦平面探测器均采集到光束光斑的图像；

S2、根据第一焦平面探测器采集到的图像中光束光斑与图像中心的偏差，调整第二转向镜的角度，直至第一焦平面探测器采集到的图像中光束光斑位于图像中心；

同时根据第二焦平面探测器采集到的图像中光束光斑与图像中心的偏差，调整第一转向镜的角度，直至第二焦平面探测器采集到的图像中光束光斑位于图像中心。

2.根据权利要求1所述的一种自由空间光通信扫描跟踪方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21、对第一焦平面探测器采集到的图像进行处理，得到光束光斑与图像中心的第一偏差距离，对第二焦平面探测器采集到的图像进行处理，得到光束光斑与图像中心的第二偏差距离；

S22、根据第一偏差距离以及大焦距凸透镜的焦距，计算信标光入射到大焦距凸透镜的入射角度的偏差；

根据第二偏差距离、入射角度的偏差、第二转向镜中心与大焦距凸透镜的距离，计算信标光入射到第二转向镜的入射点与第二转向镜中心的位置偏移量；

根据信标光入射到第二转向镜的入射点与第二转向镜中心的位置偏移量、第二转向镜的角度以及第一转向镜中心与第二转向镜中心之间的距离，计算第一转向镜的角度偏移量；

S23、将信标光入射到大焦距凸透镜的入射角度的偏差作为第二转向镜的角度控制量，输出到第二转向镜并调节第二转向镜的角度；

将第一转向镜的角度偏移量作为第一转向镜的角度控制量，输出到第一转向镜并调节第一转向镜的角度。

3.根据权利要求2所述的一种自由空间光通信扫描跟踪方法，其特征在于，当第二转向镜的角度控制量大于第一阈值时，粗调第二转向镜，当第二转向镜的角度控制量小于或等于第一阈值时，精调第二转向镜；

当第一转向镜的角度控制量大于第二阈值时，粗调第一转向镜，当第一转向镜的角度控制量小于或等于第二阈值时，精调第一转向镜。

4.一种自由空间光通信扫描跟踪系统，其特征在于，包括：准直装置(2)、扩束镜(4)、第一分光棱镜(5)、第一转向镜(6)、第二转向镜(7)、二向色镜(8)、信号光滤光片(9)、信号光接收子系统(10)、信标光滤光片(11)、大焦距凸透镜(12)、第二分光棱镜(13)、第一焦平面探测器(14)、第二焦平面探测器(15)和位置控制系统(16)，其中，位置控制系统(16)分别与第一转向镜(6)、第二转向镜(7)、第一焦平面探测器(14)和第二焦平面探测器(15)通信连接；

信号光经准直装置(2)后进入第一分光棱镜(5)，被第一分光棱镜(5)透射后进入第一转向镜(6)，被第一转向镜(6)反射后进入第二转向镜(7)，被第二转向镜(7)反射后进入二向色镜(8)，被二向色镜(8)反射后再经过信号光滤光片(9)进入信号光接收子系统(10)；

信标光经扩束镜(4)后进入第一分光棱镜(5)，被第一分光棱镜(5)反射后与信号光同轴进入第一转向镜(6)，被第一转向镜(6)反射后进入第二转向镜(7)，被第二转向镜(7)反射后进入二向色镜(8)，被二向色镜(8)透射后经过信标光滤光片(11)和大焦距凸透镜(12)进入第二分光棱镜(13)，光束被第二分光棱镜(13)分成传播方向相互垂直的两路，其中一路进入位于大焦距凸透镜(12)焦距上的第一焦平面探测器(14)，另一路进入位于大焦距凸透镜(12)焦距内的第二焦平面探测器(15)，将第一焦平面探测器(14)和第二焦平面探测器(15)采集的光束光斑的图像发送至位置控制系统(16)，位置控制系统(16)控制调节第一转向镜(6)和第二转向镜(7)的角度。