[发明专利]用于自由空间光信号的少模前置放大相干接收系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于自由空间光信号的少模前置放大相干接收系统与方法。该系统包括耦合透镜、少模光纤、少模掺铒光纤放大器、光带通滤波器、本振激光器、空间光耦合器、多模光探测器、模数转换器和数字信号处理系统。入射光信号经耦合透镜耦合进少模光纤并输入到少模掺铒光纤放大器，放大后产生的少模光信号经过光带通滤波器滤波后再通过空间光耦合器与本振光合波形成伪单边带信号，之后经过耦合透镜输入多模光探测器转换为电信号，最后经过模数转换器模数转换和数字信号处理系统处理后重建输入信号光场并消除模间色散影响，本发明具有与光信号耦合效率高，灵敏度高和结构简单等优点。

主权项

1.一种用于自由空间光信号的少模前置放大相干接收系统，其特征在于，包括：依次放置的耦合透镜、少模光纤、少模掺铒光纤放大器、光带通滤波器、本振激光器、相位板、空间光耦合器、多模光探测器、模数转换器和数字信号处理系统；所述耦合透镜，用于把达到接收端的自由空间信号光耦合进入少模光纤；所述少模光纤，用于接收自由空间光信号并输入少模掺铒光纤放大器；所述少模掺铒光纤放大器，用于放大从少模光纤输入的光信号，以补偿自由空间传输和接收机内无源器件对信号光功率的损耗，提高整个接收机的灵敏度；所述光带通滤波器，用于滤除少模掺铒光纤放大器输出端残余的泵浦光和放大的自发辐射噪声，而让信号光正常通过；所述本振激光器，用于提供本振光，其光谱线位于信号光谱一侧的边缘，与信号光谱中心频率的距离大于等于有效信号带宽的一半；所述相位板，用于控制本振光模场分布，提高多模光探测器内本振与信号光的拍频效率；所述空间光耦合器，用于将少模掺铒光纤放大器输出的少模光信号与本振光进行合波形成伪单边带信号；所述多模光探测器，用于将合波形成的伪单边带信号转换为电信号；所述模数转换器，用于将光探测器输出电信号转换为数字信号，以便于数字信号处理系统进行处理；所述数字信号处理系统，用于对输入数字信号进行处理，实现对入射自由空间光信号的光场重建、少模光纤和少模掺铒光纤放大器内模间色散的补偿和相干解调。