[发明专利]激光通信耦合装置及基于该装置光轴自校正的方法

权利要求书

1.一种激光通信耦合装置，其特征在于，包括：

光收发部，所述光收发部发射通信激光；

信标光发射部，所述信标光发射部发射信标光，所述信标光与所述通信激光同光轴发射；

所述光收发部，发射自校正光至第一光学镜；

第一光学镜，第一光学镜将接收的自校正光反射至光反射组件；其中，第一光学镜为反射式离轴抛物面镜，反射式离轴抛物面镜对接收的光准直或会聚；

光反射组件，将接收的自校正光反射至第二光学镜；

第二光学镜，将接收的自校正光再次反射至所述光反射组件；

所述光反射组件，将自校正光反射至成像部；

成像部，使进入成像部的自校正光生成光斑并记录光斑位置为(E，F)；以及

主望远镜，所述主望远镜将光收发部发射的通信激光进行扩束后发出；

其中，所述激光通信耦合装置作为发射系统建立光轴并记录光斑位置，以进行光轴自校正，包括：

所述光收发部发射自校正光和通信激光至第一光学镜；

所述第一光学镜对所述自校正光和通信激光准直发射；

所述自校正光和所述通信激光经所述第一光学镜准直发射至所述光反射组件，所述光反射组件将通信激光和自校正光分离，生成分离后的自校正光和分离后的通信激光；

分离后的自校正光经所述第二光学镜反射后，再次经所述光反射组件反射至成像部；

成像部接收光反射组件反射的分离后的自校正光，并在所述成像部内生成光斑，记录自校正光光斑位置为(X0，Y0)；

分离后的通信激光经所述光反射组件反射至所述主望远镜，经主望远镜扩束发射；以及

基于(X0，Y0)与(E、F)的位移偏差，调整所述光反射组件，使得(X0，Y0)与(E、F)位置重合；

所述激光通信耦合装置作为接收系统建立光轴并记录光斑位置包括：

所述信标光发射部发射信标光；

信标光和通信激光经所述主望远镜缩束，传输至光反射组件；

所述光反射组件将接收的信标光和通信激光分离，生成分离后的通信激光和分离后的信标光；

所述分离后的信标光进入所述成像部，生成信标光光斑，记录光斑位置为(A，B)；和/或，

所述光收发部发射自校正光至第一光学镜，同时，信标光发射部停止发射信标光，光收发部停止发射通信激光；

自校正光经所述第一光学镜反射至所述光反射组件；

光反射组件将接收的自校正光反射至第二光学镜；

第二光学镜将接收的自校正光再次反射至所述光反射组件；

光反射组件将接收的自校正光反射至成像部；以及

成像部将接收的自校正光成像，并记录自校正光光斑位置(C，D)；

其中，所述激光通信耦合装置作为接收系统校正光轴，包括：

所述信标光发射部发射信标光；

同轴的信标光和通信激光通过所述主望远镜缩束后进入光反射组件；

所述光反射组件将信标光和通信激光进行分离，生成分离后的信标光和分离后的通信激光；

分离后的信标光反射至所述成像部内，生成信标光光斑，记录信标光光斑位置为(X1，Y1)；

分离后的通信激光经所述第一光学镜反射至光收发部；

所述光收发部接收通信激光；

基于(X1，Y1)与(A，B)的位移偏差，调整所述光反射组件，使得(X1，Y1)与(A，B)位置重合；和/或，

所述光收发部发射自校正光至第一光学镜；

所述第一光学镜将接收的自校正光反射至所述光反射组件；

所述光反射组件将接收的自校正光反射至第二光学镜；

第二光学镜将自校正光再次反射至所述光反射组件；

所述光反射组件将接收的自校正光反射至成像部；

成像部将接收的自校正光成像，并记录光斑位置(X2，Y2)；以及

基于(X2，Y2)与(C，D)的位移偏差，调整光反射组件，使得(X2，Y2)与(C，D)位置重合；

其中，所述光反射组件包括快反镜、分光镜和跟踪镜；自校正光在反射式离轴抛物面镜的焦点处发射至反射式离轴抛物面镜，反射式离轴抛物面镜将接收的自校正光准直发射至快反镜；快反镜将自校正光反射至分光镜，分光镜用于将信标光和通信激光进行分离；以及，分光镜将接收的自校正光反射至第二光学镜；同轴的信标光和通信激光经主望远镜缩束后，进入跟踪镜；进入跟踪镜的信标光和通信激光经跟踪镜反射至分光镜，分光镜将信标光和通信激光进行分离，生成分离后的信标光和通信激光；所述跟踪镜的工作波长为780nm-1700nm时，平均反射率大于96％，角度分辨率RMS值≤0.2μrad；其中，跟踪镜角度变化范围为15mrad；

其中，所述反射式离轴抛物面镜的工作波长为780nm-1625nm时，平均反射率大于95％，光学口径1/2英寸，焦距为1英寸。

2.一种基于激光通信耦合装置进行光轴自校正的方法，其特征在于，利用权利要求1所述的激光通信耦合装置实现，包括：

光收发部发射通信激光；

信标光发射部发射信标光，所述信标光与所述通信激光同光轴发射；

光收发部发射自校正光至第一光学镜；

第一光学镜将接收的自校正光反射至光反射组件；其中，第一光学镜为反射式离轴抛物面镜，反射式离轴抛物面镜对接收的光准直或会聚；

光反射组件将接收的自校正光反射至第二光学镜；

第二光学镜将接收的自校正光再次反射至所述光反射组件；

光反射组件将自校正光反射至成像部；

成像部使进入成像部的自校正光生成光斑并记录光斑位置为(E，F)；以及

主望远镜，所述主望远镜将所述光收发部发射的通信激光扩束后发出；

激光通信耦合装置校正光轴，包括：

光收发部发射自校正光和通信激光至第一光学镜；

第一光学镜对所述自校正光和通信激光准直发射至光反射组件；

所述光反射组件将通信激光和自校正光分离，生成分离后的自校正光和分离后的通信激光；

分离后的自校正光经第二光学镜反射后，再次经所述光反射组件反射至成像部；

所述成像部接收光反射组件反射的分离后的自校正光，并生成光斑，记录自校正光光斑位置为(X0，Y0)；

分离后的通信激光经所述光反射组件反射至主望远镜，经所述主望远镜扩束发射；以及

基于(X0，Y0)与(E、F)的位移偏差，调整所述光反射组件，使得(X0，Y0)与(E、F)位置重合。