[发明专利]基于光管模拟距离和发散角的激光通信测试装置及方法

权利要求书

1.一种基于光管模拟距离和发散角的激光通信测试装置，其特征是：包括一个平行光管，所述平行光管的一侧设置被测激光通信终端，所述平行光管的另一面设置一个分光棱镜用于将光束分为两路，其中一路汇聚在CCD探测器探测面上，另一路连接光纤接口，所述光纤接口连接光衰减器，所述光衰减器通过光纤连接激光器，所述光纤接口放置在一个六维微动平台上，所述CCD探测器、光纤衰减器、六维微动平台均与控制计算机连接；

利用平行光管模拟远场接收，被测激光通信终端发射光束经平行光管后汇聚在CCD探测器探测面上，通过控制计算机采集光斑信息；光纤接口、六维微动平台、光纤衰减器、激光器用于模拟远场发射，通过控制计算机调节光纤衰减器对激光器发出光束进行衰减，达到模拟不同距离发射能量的目的；光纤接口下方由六维微动平台固定，六维微动平台可进行前后、上下、左右平移与偏摆，控制计算机用于控制六维微动平台进行前后平移，达到改变平行光管发散角的目的。

2.根据权利要求1所述的基于光管模拟距离和发散角的激光通信测试装置，其特征是：所述分光棱镜采用分光比1：1的分光棱镜。

3.根据权利要求1所述的基于光管模拟距离和发散角的激光通信测试装置，其特征是：所述光纤衰减器采用数显可调光衰减器，衰减范围2.5～60dB。

4.一种用权利要求1-3之一所述的基于光管模拟距离和发散角的激光通信测试装置进行激光通信测试的方法，其特征是：该方法为：

利用平行光管模拟远场接收，被测激光通信终端发射光束经平行光管后汇聚在CCD探测器探测面上，通过控制计算机采集光斑信息；光纤接口、六维微动平台、光纤衰减器、激光器用于模拟远场发射，通过控制计算机调节光纤衰减器对激光器发出光束进行衰减，达到模拟不同距离发射能量的目的；光纤接口下方由六维微动平台固定，六维微动平台可进行前后、上下、左右平移与偏摆，控制计算机用于控制六维微动平台进行前后平移，达到改变平行光管发散角的目的；

设平行光管焦距为f，光纤模场直径为MFD，则当光纤在平行光管点处时，平行光管发散角θ₀为：

控制计算机输出控制量控制六维微动平台进行前后离焦，设离焦量为z，则在平行光管焦点处光斑半径R(z)为：

其中R为激光器种类参数，θ_c为光纤最大入射角；

则平行光管发散角θ_z为：

即：

设被测激光通信终端接收发散角为θ_R，对应波长为λ_R，被测激光通信终端实际应用距离为z_R，则光束自由空间传输损耗FSL为：

设被测激光通信终端天线口径为D，平行光管口径为D_p，则天线接收损耗G_L为：

天线发射增益G_T和天线接收增益G_R为：

其中θ_b为另一端激光通信终端发射光束发散角；

根据另一端激光通信终端发射光功率设置激光器功率后，则需通过控制计算机控制光纤衰减器损耗a为：

a＝FSL+G_T+G_R-G_L (9)

在实际激光通信测试时，根据所需发散角及公式(4)调节六维微动平台离焦量z，实现不同的发散角，根据激光通信应用的距离和公式(9)调节衰减器的衰减值，以达到实际应用测试的目的。