[发明专利]一种大范围非机械扫描相控阵激光通信发射装置

说明书

本发明属于激光通信技术领域，具体涉及一种大范围非机械扫描相控阵激光通信发射装置，包括在同一水平面上绕预设的轴心周向排布的多个相控阵激光通信发射子装置，其中每个激光通信发射子装置包括激光通信发射机、光纤耦合器、光波导相控阵、光波导移相器、液晶空间光调制器和液晶偏振光栅；所述光波导移相器调节进入所述光波导相控阵中的激光信号的相位差，得到激光初调节信号；所述液晶空间光调制器通过调整液晶层的折射率改变得到激光终调节信号的相位差；所述液晶偏振光栅对激光终调节信号进行大范围离散分段指向。本发明避免了波长调谐对激光通信系统的影响，实现360°全周激光通信非机械伺服组网。

技术领域

本发明属于激光通信技术领域，具体涉及一种大范围非机械扫描相控阵激光通信发射装置。

背景技术

现有的空间激光通信，控制光束瞄准与跟踪的执行机构多为电机编码器轴承构成的伺服转台以及压电片组成的精跟踪振镜组合应用，目前，由电机编码器轴承构成的伺服转台和压电片组成的精跟踪振镜组合的结构机械活动部件多，可靠性较低，机械时间常数大，惯性大，伺服带宽低，且单套执行器只能实现点对点激光通信，不利于组网。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的激光通信只能实现点对点通信，通信范围较小的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大范围非机械扫描相控阵激光通信发射装置，包括：在同一水平面上绕预设的轴心周向排布的多个相控阵激光通信发射子装置，其中每个激光通信发射子装置包括激光通信发射机、光纤耦合器、光波导相控阵、光波导移相器、液晶空间光调制器和液晶偏振光栅；

所述激光通信发射机，发射出的激光信号通过所述光纤耦合器进入光波导相控阵；

所述光波导移相器，调节进入所述光波导相控阵中的激光信号的相位差，得到激光初调节信号；

所述光波导相控阵，将调节好的激光初调节信号发射给液晶空间光调制器；

所述液晶空间光调制器，通过调整液晶层的折射率改变激光初调节信号的相位差，得到激光终调节信号，并发送给所述液晶偏振光栅；

所述液晶偏振光栅对所述激光终调节信号进行大范围离散分段指向。

进一步的，所述激光通信发射子装置的数量为三个。

进一步的，所述激光通信发射机发射10Gbps激光信号。

进一步的，所述光波导移相器调节激光信号相位差的范围为水平方位角-60°～60°。

进一步的，所述空间光调制器通过调整液晶层的折射率，对激光信号的相位差进行俯仰方位角控制，相位差的范围为俯仰方位角-2.5°～2.5°。

进一步的，所述液晶偏振光栅采用的是四级液晶偏振光栅级联。

进一步的，所述液晶偏振光栅将所述空间光调制器的激光信号进行俯仰方位角的离散分段指向，俯仰方位角的范围分别为0°、-2.5°～2.5°、-5°～5°、-7.5°～7.5°、-10°～10°。

本发明的有益效果是：本发明的一种大范围非机械扫描相控阵激光通信发射装置，由在同一水平面上绕预设的轴心周向排布的多个相控阵激光通信发射子装置组成，首先激光通信发射机发射出的激光信号通过光纤耦合器进入光波导相控阵；然后光波导移相器调节进入光波导相控阵中的激光信号的相位差，得到激光初调节信号，光波导相控阵将调节好的激光初调节信号发射给液晶空间光调制器；液晶空间光调制器通过调整液晶层的折射率改变激光信号的相位差，得到激光终调节信号，并发送给所述液晶偏振光栅；最后液晶偏振光栅对激光终调节信号进行大范围离散分段指向。采用液晶空间光调制器和液晶偏振光栅来增大激光信号在俯仰方位轴的范围，避免了波长调谐对激光通信系统的影响，通过多个相控阵激光通信发射子装置拼接，可实现360°全周激光通信非机械伺服组网，进而达到一个地点对多个地点的激光通信。