[实用新型]一种激光脉冲位置编码控制装置

说明书

本实用新型属于激光脉冲时刻测量装置技术领域，公开了一种激光脉冲位置编码控制装置，激光器的脉冲输入端对应安装有第一偏振器；第一偏振器的正面反射端依次设置有法拉第隔离器、第一波片和第二偏振器；第一偏振器的背面反射端依次设置有第三全反射镜；第二偏振器的正面反射端依次设置有第二波片、普克尔盒、第一全反射镜和光探测器；第二偏振器的背面反射端依次设置有第二全反射镜和一维平移台。本发明的脉冲位置时刻控制精度达到皮秒量级。通过多次激光脉冲往返控制，提高脉冲编码阶数，缩短延迟光路长度。不影响激光器的工作稳定，有利于缩小激光脉冲抖动对于激光时码和测量精度影响，利用同一激光链路实现精密时间传递和时码信息传递。

技术领域

本实用新型属于激光脉冲时刻测量装置技术领域，尤其涉及一种激光脉冲位置编码控制装置。

背景技术

激光脉冲位置编码(英语：Pulse-position modulation，PPM)技术，是通过控制激光脉冲的间隔，即激光脉冲序列中单个或多个激光脉冲时序位置，从而实现对脉冲序列进行信息编码加载的技术。激光脉冲位置调制技术广泛应用于激光通信领域，包括光纤激光通信和空间激光通信，以追求通信速率为目标。通常采用激光器直接调制的方法产生调制脉冲序列。

假如现在有n个比特的信号，PPM技术可以将这n个比特的加载于一个脉冲之上，通过脉冲的相对位置可以读取数据信息，此脉冲位置有2ⁿ种不同的可能(将原资料做时间偏移所得)，此种调制每隔一段时间T会重复一次，因此会使得传输速率变为＂n/T＂(比特/秒)。因为光通信系统中较少甚至没有多路径干扰的问题，所以脉冲位置调制主要在光通信系统中被广泛使用。

而在空间激光脉冲远距离时间传递技术领域，要求激光脉冲尽可能窄，从而达到提高激光脉冲时刻测量精度，同时要求激光单脉冲能量尽可能大，提高激光传输距离。该技术领域对激光器要求很高，让激光器保持稳定的出光频率，减小激光脉冲抖动，有利于提高激光器的稳定性和可靠性，有利于提高时间传递精度。特别是针对大功率的窄脉冲激光器，不允许出光频率大范围波动，否则造成损坏，对脉冲时序要求严格，限制了对激光器直接调制来产生脉冲序列。这就给遥远距离特别是上亿公里的太阳系深空范围时间传递带来了技术障碍。

目前空间激光脉冲远距离时间传递技术所使用的脉冲激光器输出激光脉冲频率通常固定不变，激光脉冲之间有固定的脉冲间隔。不能实现时码信息的加载传输，必须通过微波等其他技术方法来交换测量数据。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术中，不能通过同一激光链路实现精密时间传递和时码信息传递。

(2)现有技术中，时码信息的远距离传递性能差；而且脉冲位置时刻不能严格控制，控制精度低。现有技术，通过对激光器进行直接调制，满足通讯需求即可，对激光脉冲时序精度要求不高，缺乏有效的控制方法。

(3)现有技术对激光器的工作稳定以产生影响，易造成激光脉冲抖动对于激光时码和测量精度造成影响。

解决以上问题及缺陷的难度为：难度在于激光脉冲传输速度快，对于同步激光信号检测和控制速度提出了很高的要求。脉冲位置编码精度和高精度控制比较困难。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明方法，主要解决在激光器外部对激光脉冲序列进行PPM调制和控制的问题。根据需要，本发明方法和控制系统既可以产生一阶脉冲位置编码，又可以产生多阶编码。脉冲位置延迟精度由延迟光路长度决定，高阶编码延迟间隔为延迟光路长度的整数倍，便于精确测量和分辨。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种激光脉冲位置编码控制装置。

本实用新型是这样实现的，一种激光脉冲位置编码控制装置，设置有激光器，所述激光器的脉冲输入端对应安装有第一偏振器；