CN103281149B - 圆偏振激光载波多路通讯*** - Google Patents

圆偏振激光载波多路通讯*** Download PDF

Info

Publication number
CN103281149B
CN103281149B CN201310213370.9A CN201310213370A CN103281149B CN 103281149 B CN103281149 B CN 103281149B CN 201310213370 A CN201310213370 A CN 201310213370A CN 103281149 B CN103281149 B CN 103281149B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
light
receiver
communication
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310213370.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103281149A (zh
Inventor
刘绍锦
王志乾
耿天文
何锋赟
刘畅
沈铖武
李建荣
蔡盛
李冬宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201310213370.9A priority Critical patent/CN103281149B/zh
Publication of CN103281149A publication Critical patent/CN103281149A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103281149B publication Critical patent/CN103281149B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

圆偏振激光载波多路通讯***，应用于空间激光载波通讯领域，也可应用于海底及光纤通信领域，两路独立的数字通讯信号进行调制处理后，控制对应的激光器A和激光器B的光输出，使之输出通讯用的激光载波信号，完成电信号到光信号的转变；两束激光发射到光载波复合器上，由光载波复合器将两路独立的激光光束进行复合及偏振转换后发射到自由空间中；经过大气介质传输后，通讯激光由光载波分离器进行接收及分束，根据不同的偏振态分离出两束激光，分别传输给接收器A和接收器B，接收器A接收由激光器A发射的那束激光，经过激光解调器A解码出通讯电信号；接收器B接收由激光器B发射的那束激光，经过激光解调器B解码出通讯电信号；提高通讯可靠性。

Description

圆偏振激光载波多路通讯***
技术领域
发明涉及一种圆偏振激光载波多路通讯***，应用于空间激光载波通讯领域，也可应用于海底及光纤通信领域。
背景技术
激光载波通讯以其高传输速率、高隐蔽性等优点，逐渐成为现代主要的通讯方式。国内外针对激光载波通讯领域的发展开展了大量的研究工作，在取得了不少辉煌成果的同时，也碰到了更多的技术难题。例如，如何进一步提高激光载波通讯带宽以满足大容量数据通讯要求，如何减少大气扰动对通讯链路的干扰以实现高可靠性通讯传输，以及如何提高接收端光能收集效率。这些都成为实现远距离通讯所急需解决的瓶颈问题。
现有技术采用的激光载波通讯***主要有以下几种：
（1）非偏振光直接接收
这种方式由于其结构简单，易于实现，所以其应用较为广泛。采用这种方式进行激光载波通讯由于采用单路激光，在传输带宽上受到限制。
（2）线偏振激光偏振接收
这种方式由于采用偏振分割的方式，使得通讯容量增加一倍，提高了传输带宽。但是在接收端需要严格的方向对准，因此实现起来较为困难。
（3）圆偏振激光偏振接收
这种方式采用了偏振分割的方法，提高了通讯带宽，同时在接收端不需要严格对准，因此逐渐成为理想的通讯方式。
上述方式中，在对通讯带宽要求较高并且通讯距离较远领域，采用圆偏振激光偏振接收的方式最为理想。然而现有的通讯技术中都采用非共轴发射和接收的方式，如图1所示，这种方式采用同一激光作为载体，经过偏振分束镜（PBS）分光后形成两束偏振状态不同的激光，两束激光经过激光调制器调制形成通讯光载波，这两束光经过1/4波片后发射到大气信道中。由于分离出两束非共轴激光，这两束光很难保证严格的平行，在经过远距离后发散角较大，很难稳定接收；另外，在接收端光束经过1/4波片及偏振片后采用光学聚焦直接接收，这种方式对于远距离通讯而言，由于其传输距离远，受大气影响大，接收端光信号很不稳定，很难将光聚焦为一点，极大影响了光的接收稳定性。
发明内容
本发明为解决目前激光载波通讯中，线偏振激光偏振接收方式数据传输带宽较低，以及现有圆偏振激光偏振接收方式经过大气传输后光信号质量低的问题，提出圆偏振激光多路通讯***。
本发明的技术方案是：
圆偏振激光载波多路通讯***，包括激光发射部分和激光接收部分，激光发射部分由激光调制器A、激光调制器B、激光器A、激光器B和光载波复合器组成；激光接收部分由包括光载波分离器、接收器A、接收器B、激光解调器A和激光解调器B组成；
通讯电信号A和通讯电信号B为两路独立的数字通讯信号，分别进入激光调制器A和激光调制器B中，激光调制器A和激光调制器B对通讯电信号进行调制处理后，控制对应的激光器A和激光器B的光输出，使之输出通讯用的激光载波信号，完成电信号到光信号的转变；
两束激光发射到光载波复合器上，由光载波复合器将两路独立的激光光束进行复合及偏振转换后发射到自由空间中；经过大气介质传输后，通讯激光由光载波分离器进行接收及分束，根据不同的偏振态分离出两束激光，分别传输给接收器A和接收器B，接收器A接收由激光器A发射的那束激光，经过激光解调器A解码出通讯电信号；接收器B接收由激光器B发射的那束激光，经过激光解调器B解码出通讯电信号。
本发明的有益效果：本发明主要采用偏振光作为通讯信息载体，通过偏振分束的方式进行多路传输，从而提高激光载波通讯带宽。另外，通过组合使用偏振镜和1/4波片，得到通讯用的圆偏振激光，而圆偏振激光相对于线偏振激光在远距离传输过程中更不容易受到大气扰动的影响，能够减小通讯激光衰减及退偏，提高通讯信道的可靠性。接收端采用光纤阵列的方式进行接收，将整个光接收面的能量全部接收，汇集到光电接收器上，极大的提高了接收端能量收集。
附图说明
图1为现有技术采用非共轴发射和接收的通讯***示意图。
图2为本发明圆偏振激光载波多路通讯***组成框图。
图3为本发明***中激光发射部分示意图。
图4为发明***中光载波复合部分光路示意图。
图5为发明***中激光接收部分示意图。
图6为发明***中光载波分离部分光路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，圆偏振激光载波多路通讯***，包括激光发射部分和激光接收部分。激光发射部分由激光调制器A1、激光调制器B2、激光器A3、激光器B4和光载波复合器5组成。激光接收部分由包括光载波分离器6、接收器A7、接收器B8、激光解调器A9和激光解调器B10组成。通讯电信号A和通讯电信号B为两路独立的数字通讯信号，分别进入激光调制器A1和激光调制器B2中，激光调制器A1和激光调制器B2对通讯电信号进行调制处理后，控制对应的激光器A3和激光器B4的光输出，使之输出通讯用的激光载波信号，完成电信号到光信号的转变。
两束激光发射到光载波复合器5上，由光载波复合器5将两路独立的激光光束进行复合及偏振转换后发射到自由空间中；经过大气介质传输后，通讯激光由光载波分离器6进行接收及分束，根据不同的偏振态分离出两束激光，分别传输给接收器A7和接收器B8，接收器A7接收由激光器A3发射的那束激光，经过激光解调器A9解码出通讯电信号；接收器B8接收由激光器B4发射的那束激光，经过激光解调器B10解码出电信号。
如图3所示，光载波复合器5由准直镜A5-1、偏振镜A5-2、准直镜B5-3、偏振镜B5-4、偏振分束镜5-5和1/4波片5-6构成。在激光发射部分中，两路独立的通讯电信号通过两路独立的激光调制器调制，产生出两束调制激光。激光器A3发出的调制激光光束经过准直镜A5-1准直并扩束后，形成良好的平行光，平行激光光束入射到偏振镜A5-2后产生严格的线偏振光，该线偏振光入射到偏振分束镜5-5左侧入射面，透射后通过1/4波片5-6形成左旋偏振光。激光器B4发出的调制激光光束经过准直镜B5-3准直并扩束后，形成良好的平行光，平行激光光束入射到偏振镜B5-4后产生严格的线偏振光，该线偏振光入射到偏振分束镜5-5另一个面上，经过反射后与激光器A3发出的激光光束合到一起，再经过1/4波片5-6后形成右旋偏振光。这两束左旋偏振光和右旋偏振光以共光轴的形式发射到大气通讯信道中。
如图4所示，两束调制激光分别由左侧和下侧入射到偏振镜A5-2和偏振镜B5-4，两束激光经过偏振镜得到两束振动方向不同的线偏振光，两束线偏振光的光矢量方向与各自偏振镜偏振方向相同。两束线偏振光以正交入射到偏振分束镜5-5上，其中左侧入射光光矢量方向平行于入射面，为p波，直接透射过偏振分束镜5-5。下侧入射光光矢量方向垂直于入射面，为s波，经过偏振分束镜5-5后反射90°后合在一起。两束光传播方向相同，偏振方向正交，再经过快轴和偏振方向成45°角的1/4波片5-6后，各自形成左旋偏振光和右旋偏振光，最后通过光学***发射到自由空间中。
如图5所示，光载波分离器6由1/4波片6-1和偏振分束镜6-2构成。光电接收器A7包括微透镜阵列A7-1、光纤阵列A7-2和接收器A7-3。光电接收器B8包括微透镜阵列B8-1、光纤阵列B8-2和接收器B8-3。
经过调制的左旋偏振光和右旋偏振光入射到光载波分离器6，首先经过1/4波片6-1，还原为两束偏振方向相互垂直的线偏振激光，再经过偏振分束镜6-2后分离出两束独立的光束。一束光经过微透镜阵列A7-1会聚到光纤阵列A7-2上，光纤阵列A7-2将会聚光耦合到一点后由接收器A7-3接收。另一束光经过微透镜阵列B8-1会聚到光纤阵列B8-2上，光纤阵列B8-2将会聚光耦合到一点后由接收器Ｂ8-3接收。接收器A7-3接收的光和接收器Ｂ8-3接收的光再分别经过激光解调器A9和激光解调器B10进行解调，得到通讯电信号。
如图6所示，光载波分离器6接收到的左旋偏振光和右旋偏振光入射到1/4波片6-1，1/4波片6-1快轴方向同立方体偏振分束镜6-2棱边成45°，通过1/4波片6-1后，左旋偏振光被转换为光矢量方向平行于入射面的线偏振光，而右旋偏振光被转换为光矢量方向垂直于入射面的线偏振光，两束偏振光入射到偏振分束镜6-2上分离出两束激光，两束激光分别由两接收器接收。

Claims (1)

1.圆偏振激光载波多路通讯***，包括激光发射部分和激光接收部分，其特征是，激光发射部分由激光调制器A(1)、激光调制器B(2)、激光器A(3)、激光器B(4)和光载波复合器(5)组成；激光接收部分由包括光载波分离器(6)、接收器A(7)、接收器B(8)、激光解调器A(9)和激光解调器B(10)组成；
通讯电信号A和通讯电信号B为两路独立的数字通讯信号，分别进入激光调制器A(1)和激光调制器B(2)中，激光调制器A(1)和激光调制器B(2)对通讯电信号进行调制处理后，控制对应的激光器A(3)和激光器B(4)的光输出，使之输出通讯用的激光载波信号，完成电信号到光信号的转变；
两束激光发射到光载波复合器(5)上，由光载波复合器(5)将两路独立的激光光束进行复合及偏振转换后发射到自由空间中；经过大气介质传输后，通讯激光由光载波分离器(6)进行接收及分束，根据不同的偏振态分离出两束激光，分别传输给接收器A(7)和接收器B(8)，接收器A(7)接收由激光器A(3)发射的那束激光，经过激光解调器A(9)解码出通讯电信号；接收器B(8)接收由激光器B(4)发射的那束激光，经过激光解调器B(10)解码出电信号；
光载波复合器(5)由准直镜A(5-1)、偏振镜A(5-2)、准直镜B(5-3)、偏振镜B(5-4)、偏振分束镜(5-5)和1/4波片(5-6)构成；激光器A(3)发出的调制激光光束经过准直镜A(5-1)准直并扩束后出射平行光，平行激光光束入射到偏振镜A(5-2)后产生线偏振光，该线偏振光入射到偏振分束镜(5-5)左侧入射面，该偏振光透射后通过1/4波片(5-6)形成左旋偏振光；激光器B4发出的调制激光光束经过准直镜B(5-3)准直并扩束后形成平行光，平行激光光束入射到偏振镜B(5-4)后产生线偏振光，该线偏振光入射到偏振分束镜(5-5)另一个面上，该线偏振光经过反射后与激光器A(3)发出的激光光束合到一起，再经过1/4波片(5-6)后形成右旋偏振光；这两束左旋偏振光和右旋偏振光以共光轴的形式发射到大气通讯信道中；
光载波分离器(6)由1/4波片(6-1)和偏振分束镜(6-2)构成；光电接收器A(7)包括微透镜阵列A(7-1)、光纤阵列A(7-2)和接收器A(7-3)；光电接收器B(8)包括微透镜阵列B(8-1)、光纤阵列B(8-2)和接收器B(8-3)；
经过调制的左旋偏振光和右旋偏振光入射到光载波分离器(6)，经过1/4波片(6-1)，还原为两束偏振方向相互垂直的线偏振激光，再经过偏振分束镜(6-2)后分离出两束独立的光束；一束光经过微透镜阵列A(7-1)会聚到光纤阵列A(7-2)上，光纤阵列A(7-2)耦合后由接收器A(7-3)接收；另一束光经过微透镜阵列B(8-1)会聚到光纤阵列B(8-2)上，光纤阵列B(8-2)耦合后由接收器B(8-3)接收。
CN201310213370.9A 2013-05-31 2013-05-31 圆偏振激光载波多路通讯*** Expired - Fee Related CN103281149B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310213370.9A CN103281149B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 圆偏振激光载波多路通讯***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310213370.9A CN103281149B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 圆偏振激光载波多路通讯***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103281149A CN103281149A (zh) 2013-09-04
CN103281149B true CN103281149B (zh) 2016-01-13

Family

ID=49063613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310213370.9A Expired - Fee Related CN103281149B (zh) 2013-05-31 2013-05-31 圆偏振激光载波多路通讯***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103281149B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112737693B (zh) * 2020-12-25 2022-06-07 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 一种用于大容量空间通信的基阶径向偏振激光复用设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412899A (zh) * 2011-11-21 2012-04-11 北京交通大学 一种高频谱利用率的偏振复用毫米波RoF***
WO2012130562A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Alcatel Lucent Method of optical data transmission using polarization division multiplexing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012130562A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Alcatel Lucent Method of optical data transmission using polarization division multiplexing
CN102412899A (zh) * 2011-11-21 2012-04-11 北京交通大学 一种高频谱利用率的偏振复用毫米波RoF***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
圆偏振调制激光通信***设计;杨鹏等;《中国激光》;20120930;第39卷(第9期);正文第3节，图8，图9 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103281149A (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104459904B (zh) 一种单纤双向bosa结构
US8805200B2 (en) Optical transmission system
Ryf et al. Space-division multiplexing over 10 km of three-mode fiber using coherent 6× 6 MIMO processing
US8848747B2 (en) Method and device for recovering OTUk frame, and system for transporting OTUk frame
CN103401610A (zh) 差分式圆偏振激光载波通讯***
CN102823164A (zh) 发送方法、接收方法、发送装置以及接收装置
CN107809300B (zh) 一种基于波分解复用技术的点对多点空间激光通信***
CN108512623B (zh) 量子信道与经典信道的合纤qkd***及其传输方法
CN110535532B (zh) 一种偏振无关的脉冲幅度调制信号相干接收方法及***
CN111970110B (zh) 量子密钥分发***
CN102364364A (zh) 单波长单纤双向光收发模块组件
Duthel et al. Impact of polarisation dependent loss on coherent POLMUX-NRZ-DQPSK
KR101492314B1 (ko) 멀티모드 광 통신
CN103532623B (zh) 基于偏振位移键控调制的光通信中继传输方法及***
CN210839584U (zh) 一种量子密钥分发***
CN104243046A (zh) 一种光通信***中的pdm-msk调制解调方法
CN103281149B (zh) 圆偏振激光载波多路通讯***
Yi et al. Transmission of multi-dimensional signals for next generation optical communication systems
CN104730641A (zh) 光环形器及应用其的单纤双向光模块
US20120321311A1 (en) Coherent Interleaved Polarization-Multiplexing Optical Communications with Single IQ Modulator
JP2008092123A (ja) １次偏波モード分散の補償方法および補償器、並びに、それを用いた光伝送システム
US8786937B2 (en) Dual-polarization QPSK demodulator
Xia et al. Commercial 100-Gbit/s coherent transmission systems
Gatto et al. Partial MIMO-based mode division multiplexing transmission over the first field-deployed 15-mode fiber in metro scenario
CN204832573U (zh) 一种高保偏性的偏振光传输器件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160113

Termination date: 20170531