[发明专利]基于光学相控阵的无线激光通信系统快速捕获方法

说明书

本发明公开了一种基于光学相控阵的无线激光通信系统快速捕获方法，其系统包括信号发射端和信号接收端，所述信号发射端包括依次排列的激光器、光电调制器、光学扩束器和光学相控阵，所述光学相控阵采用双折射晶体使所述激光器的发射激光束被分为两个分裂光束，其中第一分裂光束沿所述发射激光束的入射方向传播，第二分裂光束的传播方向与所述第一分裂光束的传播方向夹角小于90°，且所述第二分裂光束绕所述双折射晶体的光轴旋转。本发明通过在激光发射端采用双折射晶体构建光学相控阵将发射激光束分裂为o光和e光同时进行扫描捕获，增大扫描效率，在不牺牲激光器发射功率的基础上，缩短捕获时间。

【技术领域】

本发明涉及光电通信技术领域，具体地说，是一种基于光学相控阵的无线激光通信系统快速捕获方法。

【背景技术】

激光通信是一种以激光为载体实现信息传递的无线通信方式，主要利用电-光和光-电转换的视距传输技术，对通信过程中的数据、影像和声音等进行传输。激光通信系统主要由激光发射模块、信号接收模块以及两者之间的自由空间信道构成，通信过程中使用到瞄准、捕获和跟踪技术，通过改善捕获概率和捕获时间可以提高信号传输效率，保证信号传输的连续性。现有技术中，作为优化的激光通信方式，采用非机械的光学偏转器代替原始的机械方式控制光束偏转，基于光学相控阵构建激光通信链路，提高激光通信过程中扫描捕获效率。如中国专利CN103916183B，公开了一种基于激光相控技术的快速捕获系统及方法，其在捕获系统由依次排列的信标光线偏振激光器、第一液晶光学相控阵、1/2波片和第二液晶光学相控阵构建而成，使信标光被分成四个子激光束，在不同区域内的四个象限内进行扫描以缩短捕获时间，但是，该方案将光束分裂为4个以后，每个子光束的功率仅为激光器发射功率的四分之一，导致激光通信链路的作用距离大大减少，不适用远距离通信。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于光学相控阵的无线激光通信系统快速捕获方法，通过在激光发射端采用双折射晶体构建光学相控阵将发射激光束分裂为两个光束同时进行扫描捕获，增大扫描效率，在不牺牲激光器发射功率的基础上，缩短捕获时间。

为实现上述目的，第一方面本发明的技术方案提供了一种基于光学相控阵的无线激光通信系统，包括信号发射端和信号接收端，所述信号发射端包括依次排列的激光器、光电调制器、光学扩束系统和光学相控阵，

所述光学相控阵采用双折射晶体使所述激光器的发射激光束分裂为两个光束，其中第一分裂光束沿所述发射激光束的入射方向传播，第二分裂光束的传播方向与所述第一分裂光束的传播方向夹角小于90°，且所述第二分裂光束绕所述双折射晶体的光轴旋转。

优选的，

所述双折射晶体包括方解石晶体。

优选的，

所述激光器采用连续半导体激光器，其内部集成有负温度系数热敏电阻和热电制冷器。

优选的，

所述双折射晶体上加有若干电极，通过所述电极对所述双折射晶体施加不同电压，使得所述第二分裂光束绕绕所述双折射晶体的光轴旋转。

优选的，

所述光电调制器用于对所述激光器发射的光波进行调制，将所需传输的信息加载到激光载波上；所述光学扩束系统用于压缩发射激光束的光束发散角。

第二方面本发明的技术方案提供了一种基于光学相控阵的无线激光通信快速捕获方法，包括：

信号发射端的激光器发射激光束后通过光电调制器对发射激光束的光波进行调制，将所需传输的信息加载到激光载波上；

所述发射激光束经过光学扩束系统进行光束发散角的压缩，使得所述发射激光束的传输距离不小于所述信号发射端至信号接收端的距离；

所述发射激光束进入光学相控阵被分裂为两个光束同时进行扫描捕获；