[实用新型]基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备

说明书

本实用新型提供了基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备，包括飞秒激光系统、光纤通信系统与耦合准直系统，所述飞秒激光系统由泵浦模块、增益模块、被动锁模模块和脉冲压缩以及倍频模块组成，所述光纤通信系统包括调制器、偏振单元、起偏器、差分延迟单元、光纤放大器、编码器，所述耦合准直系统包括光纤耦合器、准直透镜组及摆镜转向系统，所述飞秒激光系统采用共线双色飞秒激光脉冲方案，即将激光器输出一倍频和二倍频同时输出，一束低频光束用于形成等离子体通道，该基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备，解决了激光通信在雾云天气情况下无法进行的问题，提高了激光通信在雾云天气下的通信质量。

技术领域

本实用新型涉及自由空间光通信技术领域，尤其是涉及基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备。

背景技术

自由空间光通信是指以光波为载体，在真空或大气中传递信息的通信技术，可分为大气光通信、卫星间光通信和星地光通信。

但现有的自由空间光通信发射设备存在以下缺陷：

1.目前自由空间光通信的主要限制是能否获得晴朗的天空，即没有雾和云，这一关键问题目前的一个方法是通过网络地面站来解决，但是地面站既复杂又昂贵，可实施性很差。

2.目前自适应光学波束整形已被用于降低天气对自由空间光通信性能的影响，其具体原理是采用孔径平均技术来衰减振幅波动，利用自适应光学(AO)来补偿大气湍流引起的波前相位畸变，但这种方法对大气本身没有影响，对光束的传输也没有影响。

3.飞秒激光成丝的直径较小，只有mm量级，对飞秒光和通信光共线提出了很高要求以及对通信光的长距离传输有一定限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备，该基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备，解决了激光通信在雾云天气情况下无法进行的问题，提高了激光通信在雾云天气下的通信质量。

本实用新型提供基于飞秒激光成丝的自由空间光通信发射设备，包括飞秒激光系统、光纤通信系统与耦合准直系统；

所述飞秒激光系统由泵浦模块、增益模块、被动锁模模块和脉冲压缩以及倍频模块组成；

所述光纤通信系统包括调制器、偏振单元、起偏器、差分延迟单元、光纤放大器、编码器；

所述耦合准直系统包括光纤耦合器、准直透镜组及摆镜转向系统；

所述飞秒激光系统采用共线双色飞秒激光脉冲方案，即将激光器输出一倍频和二倍频同时输出，一束低频光束用于形成等离子体通道，另一束高频光束用于泵浦探测，所述光纤通信系统采用全光纤化集成的思路来实现自由空间光通信。

优选的，所述泵浦模块为光纤耦合激光二极管输出，为整个系统工作提供能量，所述增益模块为掺杂光纤，可以吸收泵浦能量产生受激辐射光输出，所述被动锁模模块是利用可饱和吸收体调节腔内损耗，几个偏振控制器实现单色飞秒激光脉冲输出，所述脉冲压缩和倍频模块是利用光学啁啾特性，首先抵消由腔内的色散引起的飞秒脉冲展宽，使之脉冲宽度达到理论最窄，然后使用周期极化光纤，利用周期极化光纤中的二阶非线性效应，对单色飞秒脉冲进行倍频，得到高频输出，其中倍频的效率或者说两束脉冲的能量可以通过周期极化光纤的长度调整进行调节。

优选的，所述调制器用于产生脉冲光信号输入到偏振单元中，所述偏振单元用于将接收到的脉冲光信号转换成线偏光信号，所述差分延迟单元、光纤放大器和编码器用于将所述偏振光信号转换为光编码信号。

优选的，光信号的编码方式不影响系统整体效果，可以任意选择。

优选的，所述光纤耦合器用于将光纤飞秒激光成丝系统产生的飞秒光和光纤通信系统产生的通信光进行合束，所述准直透镜组对光束进行准直，使光束传输过程能量更加集中，所述摆镜转向系统对光束进行转向，使之可以有效跟踪瞄准信号接收装置。