CN105393472A - 从光束抽取光学能的方法 - Google Patents

Abstract

方法包括使用由光源发射的光生成原光束。方法包括利用望远镜的透镜使用光的部分生成二级光束。透镜包括放置在透镜的第一表面上的一个或多个折射元件，和二级光束通过使用一个或多个折射元件使光的部分转向而生成。

Description

从光束抽取光学能的方法

技术领域

本公开内容一般涉及光通信***，该***包括配置为生成用于光通信的信标光束的透镜。

背景技术

光通信***——诸如激光通信***——可使用定向的光线束以通过自由空间(如，通过空气或空间)跨越大的距离(如，许多英里)通信数据。光线束可由第一设备(如，第一激光通信终端)产生，并可在位于第一设备的远程的第二设备(如，另一激光通信终端)处被接收。第一设备和第二设备可使用光线束建立用于传输和接收数据的双向通信。由于光线束可具有窄的散射角，第二设备可能具有定位光线束的困难。为了增加第二设备探测光线束的能力，第一设备可生成信标光束。信标光束的光学能(即，光)可由下述产生：(1)邻近主光学能量源(如，激光器)定位的专用的信标光源(如，信标光束光源)；或(2)由主光学能量源(如，激光器)产生的可抽取用于产生信标光束的部分光学能。在第二个例子中，机械支座或支架可使透镜放置在光线束(如，由主光学能量源产生的光)的光程内，以使一部分光线束转向。机械支座或支架可阻挡一部分的光线束从第一设备传输至第二设备。光线束被阻挡的部分减少光线束的强度。

发明内容

激光通信终端可包括透镜，其配置为生成用于建立与第二激光通信终端通信的信标光束。透镜包括放置在透镜表面上的一个或多个折射元件。一个或多个折射元件配置为通过使从激光通信终端的光源发射的光的部分转向而产生信标光束。透镜可以是基本上透明的板(如，光学玻璃板或聚合物板)。激光通信终端还可配置为生成用于与远程激光通信终端通信的原光束。一个或多个折射元件可配置为使用于生成原光束的光的部分转向从而生成信标光束。因为一个或多个折射元件由基本上透明的透镜保持在光的光程中，与机械支座和支架相关的光的损失可被消除。另外地，当与使用机械支座或支架的激光通信终端相比时，包括在本文中公开的一个或多个实施方式中描述的透镜的激光通信终端能够以减少的传送功率实现期望的光束强度和/或通信数据速率。

在具体的实施方式中，装置包括光源、主镜、副镜和透镜。光源可配置为发射具有高斯强度轮廓的光，诸如激光束。主镜和副镜可形成卡塞格伦光学***。透镜包括放置在透镜的第一表面上的两个折射元件。两个折射元件可与透镜的第一表面的中心大约等距离地放置。主镜和副镜可配置为使用由光源发射的光生成原光束。透镜放置在光源和主镜之间，并且两个折射元件可配置为使用由光源发射的至少部分的光生成信标光束。信标光束可包括两个各自的信标光束，其在远场以均匀和均衡的方式重叠和/或会聚。第一各自的信标光束可由第一折射元件生成和第二各自的信标光束可由第二折射元件生成。

在另一实施方式中，激光通信终端包括第一透镜、第二透镜和光源。第一透镜可以是物镜，并且第一透镜和光源可以被布置以形成没有中心遮拦的折射光学***(如，折射望远镜)。第二透镜包括配置为生成信标光束的中心定位的折射元件，并且可被放置在光源和第一透镜之间。中心定位的折射元件可居于激光通信终端的光轴的中心上。激光通信终端的第一透镜可配置为使用由光源发射的光生成原光束，和第二透镜的中心定位的折射元件可配置为使用由光源发射的光的至少一部分生成单一的信标光束。

在实施方式中，透镜具有第一表面和第二表面，其中第一表面可与第二表面由透镜的厚度隔开。透镜的第一表面可包括第一折射元件和第二折射元件。第一折射元件和第二折射元件可与透镜的第一表面的中心大约等距离放置。当透镜被并入望远镜中时，第一折射元件和第二折射元件可配置为当由望远镜的光源发射的光穿过透镜时生成信标光束。信标光束可包括两个各自的信标光束，其在远场中以均匀和均衡的方式重叠和/或会聚。第一各自的信标光束可由第一折射元件生成，和第二各自的信标光束可由第二折射元件生成。

在另一实施方式中，方法包括使用由光源发射的光生成原光束。原光束可通过使用望远镜的主镜和副镜反射光生成，如在典型的卡塞格伦光学布置中，或者原光束可通过物镜生成，如在典型的折射光学布置中。方法包括利用望远镜的透镜使用部分的光生成二级光束(如，信标光束)。在具有中心遮拦的光学***中(如，根据卡塞格伦光学布置所布置的望远镜)，透镜包括与透镜的第一表面的中心大约等距离放置的两个或更多个折射元件，并且二级光束通过使用两个或更多个折射元件使光的部分转向而生成。在不包括中心遮拦的光学***中，(如，根据折射光学布置所布置的望远镜)，透镜包括放置在透镜的表面上的中心定位的折射元件，并且二级光束通过使用中心定位的折射元件使光的部分转向而生成。

附图说明

图1是配置为生成原光束和信标光束的激光通信终端的说明性实施方式的框图；

图2是配置为生成信标光束的透镜的说明性实施方式；

图3是配置为生成信标光束的透镜的侧视图；

图4是激光通信***的说明性实施方式；

图5包括与原光束和二级光束相关的光强度轮廓的说明性实例；和

图6是生成原光束和二级光束的方法的实施方式的流程图。

发明详述

参考图1，显示配置为生成原光束和二级光束(信标光束)的激光通信终端100的说明性实施方式的框图。激光通信终端100包括光源102、主镜104、副镜106和透镜120。在实施方式中，光源102可在激光通信终端100的外部并且不同于激光通信终端100。在实施方式中，光源102可以是激光器和/或可以包括其它部件(如，棱镜、镜面等)。

主镜104和副镜106可配置为使用由光源102发射的光110生成原光束110B。为了说明，光源102可配置为发射光110，使得光110被定向朝向副镜106。在实施方式中，主镜104和副镜106可形成卡塞格伦光学***。主镜104可包括配置为使光110能够无障碍的穿过主镜104至副镜106的中心孔(在图1未示出)。副镜106可以配置为朝向主镜104反射大部分光110为光110A。主镜104可配置为反射光110A为原光束110B。

在实施方式中，激光通信终端100可作为激光通信***的一部分运行并可经由原光束110B向远程激光通信终端(图1中未示出)传送数据。例如，数据可被编码在原光束110B内(如，使用振幅调制、频率调制、脉冲宽度调制等)。在实施方式中，原光束110B是基本上准直的光束。原光束110B可由激光通信终端100通过开放空间(如，空气、空间等)并且跨越长距离(如，可超过一(1)英里的距离)传送至远程激光通信终端。在具体实施方式中，激光通信终端100可以是第一望远镜和远程激光通信终端(图1中未示出)可以是第二望远镜。第一望远镜和第二望远镜可相应于收集、传送和接收电磁辐射和帮助观察的仪器。

由于来自激光通信终端100的原光束110B的小散射角并且由于缺少来自激光通信终端100的原光束110B瞄准哪里使得在远程激光通信终端的接收孔处原光束110B被拦截或接收的精确的先验知识，在远程激光通信终端处探测原光束110B可能是困难的。例如，原光束110B可具有大约一(1)至二(2)弧秒的散射角。为了增强在远程激光通信终端处原光束110B的可见度和增加远程激光通信终端能够定位并经由原光束110B开始接收数据的速度，激光通信终端100可使用透镜120生成信标光束122。信标光束122可促进通过远程激光通信终端定位原光束110B。如上所述，由激光通信终端100生成的原光束110B可具有小的散射角(如，一(1)至二(2)弧秒)，当远程激光通信终端位于距激光通信终端100许多英里时，该小的散射角可能是难于定位或探测的。相反地，由激光通信终端100生成的信标光束122可具有适度大的散射角(如，零点几度)。例如，在远场中(即，在远程激光通信终端的位置处)信标光束122的直径可大于原光束110B的直径。在远场中信标光束122的直径可足够大以包围远程激光通信终端的接收孔。激光通信终端100将因此作为“假星”对远程终端是可见的，并因此为了连续跟踪的目的为远程激光通信终端提供光学信号以接合或“锁定”。如果考虑双向通信，可在远程激光通信终端处实施相似的结构布置，由此为激光通信终端100提供“假星”以“锁定”。例如，远程激光通信终端可包括以类似于激光通信终端100的透镜120、主镜104和副镜106的布置的方式布置的透镜、主镜和副镜。在具体实施方式中，在远场中信标光束122、原光束110B或两者可具有非圆形的横截面。在该实施方式中，信标光束122的横截面的特征长度可长于原光束110B的横截面的相应特征长度。

在实施方式中，透镜120的表面可以是基本上平的(如，平面的或在期望的加工容限内)。在实施方式中，透镜120可由对原光束110B的波长透明的材料制成(如，透镜120可是基本上光学上中性的)。透镜120可包括一个或多个折射元件。例如，一个或多个折射元件可放置在透镜120的第一表面上、透镜120的第二表面上、透镜120之内或透镜120的第一表面和第二表面上。当透镜包括两个或更多个折射元件时，两个或更多个折射元件可与透镜的第一表面的中心大约等距离放置。当透镜包括一个折射元件时(即，当透镜被并入不包括中心遮拦的望远镜中时)，该一个折射元件可居中放置。

一个或多个折射元件可配置为使用由光源102发射的光110的至少一部分生成信标光束122。在实施方式中，当透镜120包括两个或更多个折射元件时，两个或更多个折射元件的第一折射元件可使光110的第一部分122A转向以及两个或更多个折射元件的第二折射元件可使光110的第二部分122B转向，对于额外的折射元件以此类推。信标光束122可包括对应于第一部分122A和第二部分122B的光的全部或一些，并且对于额外的折射元件以此类推。在实施方式中，第一部分122A可形成第一信标光束和第二部分122B可形成第二信标光束。当在远场中观看时，第一信标光束和第二信标光束可呈现为单一的信标光束(如，信标光束122)。在实施方式中，透镜120可被放置在光源102和主镜104之间，如图1中所示。在另一实施方式中，透镜120可放置在主镜104的中心孔之内或适于产生信标光束122A的另一位置。

在实施方式中，透镜120的一个或多个折射元件可配置为通过使光110的部分转向为相对大角度使得光110的转向部分中的一些绕过副镜106(如，不被其反射)而生成信标光束122。本领域技术人员将认识到这可能引起信标光束122的远场光学辐射图案的不连续。信标光束122的远场光学辐射图案的不连续可能不适合于激光通信终端100的具体应用。因此，在另一实施方式中，透镜120的一个或多个折射元件可配置为通过使光110的部分转向为不太强烈发散的信标光束122使得信标光束122拦截副镜106和主镜104两者并被副镜106和主镜104两者都反射，生成信标光束122。在该实施方式中，信标光束122可被看作由激光通信终端100产生的原光束110B的略微离焦的部分。该实施方式可消除信标光束122的远场光学辐射图案的不连续。具体地，一个或多个离轴信标光束可由透镜120的折射元件生成，所述透镜120的折射元件将又由主镜104和副镜106的各自的离轴部分反射，使得当它们离开激光通信终端100时，副镜106将不遮拦一个或多个信标光束。因此，远场辐射图案将没有不连续。透镜120的一个或多个折射元件的光学功率可在有限范围内调节，使得实现信标光束122的期望的发散角，同时避免被副镜遮拦。

如图1所示，信标光束122的直径(或信标光束122的横截面的特征长度)可大于原光束110B的直径(或横截面的特征长度)。因为透镜120包括基本上透明的板(如，光学玻璃板或聚合物板)，因此当光110穿过透镜120时损失的光110的量可被减少。例如，使用机械支座——诸如不透明的支架或环——将折射元件放置在光110的光程之内的激光通信终端可阻挡超过百分之十(10％)的光110。这可降低由激光通信终端传送的原光束的强度和数据通信速率，其可通过增加激光通信终端的传送功率的量补偿。在大多数情况中，激光通信终端传送功率的补偿增加以调节该类型的损失可能不是一个选择，因此影响可实现的数据速率和/或通信范围。相反，透镜120是基本上透明的板(如，透明玻璃或聚合物板)，该板在主面上包括高效增透的涂层，并因此使基本上全部的光110能够穿过透镜120。因此，当与使用机械安装的折射元件或透镜的激光通信终端相比时，透镜120可减少激光通信终端100以期望的强度传送原光束110B和/或实现期望的数据通信速率所需的传送功率的量。

参考图2，显示图1的透镜120的说明性实施方式。如图2中所示，透镜120包括第一折射元件210A和第二折射元件210B(统称为两个或更多个折射元件210)。在实施方式中，两个或更多个折射元件210可拥有具有直径260的基本上圆形的形状。在实施方式中，直径260为大约3.6毫米。在具体实施方式中，两个或更多个折射元件210可相应于透镜120的第一表面的凹部。在另一具体的实施方式中，两个或更多个折射元件210可相应于透镜120的第一表面的凸部。在另一具体的实施方式中，两个或更多个折射元件210可相应于透镜120的第一表面的斜面部分。在另一具体的实施方式中，两个或更多个折射元件210可相应于具有不同于透镜120的其余部分的折射率的透镜120的部分。例如，透镜120可以是具有第一折射率的光学玻璃板，和限定两个或更多个折射元件210的透镜120的部分可以具有不同于第一折射率的第二折射率。

如图2中所示，第一折射元件210A可沿透镜的第一表面的直径220以第一距离240放置和第二折射元件210B可沿直径220以距离中心230的第二距离250放置。在实施方式中，第一距离240和第二距离250可以相等。例如，第一距离240和第二距离250可以为距离中心230大约5.24毫米。因此，两个或更多个折射元件210中每个的中心可以距离中心230大约5.24毫米放置。在实施方式中，直径220大于光线束110的直径270。例如，当光线束110的直径270是三分之二(2/3)英寸时，透镜120的直径220可以是大约25毫米。在实施方式中，第一距离240和第二距离250相等或大约相等，并且第一折射元件210A、第二折射元件210B与透镜120的第一表面的中心230等距离或大约等距离放置。

在另一实施方式中，第一折射元件210A和第二折射元件210B可以不与透镜120的中心230等距离放置。例如，第一距离240可以大于或小于第二距离240。在又另一实施方式中，折射元件210可与透镜120的中心230等距离或基本上等距离放置，并且其它折射元件(在图2中未示出)可放置在透镜120的第一表面上。在另一实施方式中，透镜120可包括围绕透镜120的中心230对称放置的超过两个的折射元件。例如，超过两个的折射元件可以围绕中心230以三角形图案、以正方形图案、或配置为生成信标光束的期望特征的另一图案对称地布置。当围绕透镜120的中心230对称地布置折射元件时，信标光束122可具有基本上对称的强度轮廓，如参考图5所描述的，其中激光通信终端传导或传送具有高斯轮廓的激光束。随着包括在透镜120中的折射元件的数目增加，可使更多的光110转向，使得可减少原光束的强度的信标光束更强。

参考图3，显示图1和2的透镜120的侧视图。如图3中所示，透镜120具有第一表面302和第二表面304。透镜120的第一表面302和第二表面304可由厚度306分开。在具体实施方式中，透镜120的厚度306可以为大约2.0毫米。

透镜120包括图2的第一折射元件210A和第二折射元件210B。如参考图2所描述的，第一折射元件210A可以在相对于中心230的第一距离240处放置在第一表面302上，和第二折射元件210B可以在相对于中心230的第二距离250处放置。在实施方式中，第一表面302除了第一区域(相应于第一折射元件210A)和第二区域(相应于第二折射元件210B)外是基本上平的表面。在实施方式中，第二表面是基本上平的表面。在实施方式中，折射元件210可放置在第二表面304上。在该实施方式中，第一表面302可是基本上平的表面，和第二表面304除了第一区域(相应于第一折射元件210A)和第二区域(相应于第二折射元件210B)外可以是基本上平的表面。在另一实施方式中，折射元件可放置在透镜120的第一表面302和第二表面304两者上。

在实施方式中，第一折射元件210A和第二折射元件210B可相对于透镜120的第一表面302具有凹面形状。折射元件210的每个的凹面形状可延伸入透镜120的厚度306一定深度320并可具有直径(如，图2的直径260)和曲率半径310。在实施方式中，直径260可以为大约3.6毫米，曲率半径310可以是大约51.68毫米，和深度310可以是大约0.03毫米。在可选的实施方式中，第一折射元件210A和第二折射元件210B可相对于透镜120的第一表面302具有凸面形状。当折射元件210具有凸面形状时，折射元件210可从透镜120的表面302延伸远离。在另一具体的实施方式中，透镜120可包括相对于透镜120的一个或多个表面具有凹面形状的一个或多个折射元件和相对于透镜120的一个或多个表面具有凸面形状的一个或多个额外的折射元件。在又另一实施方式中，透镜120可包括完全置于透镜120的厚度306之内的折射元件，和第一表面302和第二表面304可以是基本上平的表面。

透镜120的第一表面302(包括折射元件210)和第二表面304可涂布有增透涂层。在实施方式中，增透涂层可包括具有“V形”增透轮廓的增透涂层，其提供在一千五百三十(1530)至一千五百六十(1560)纳米(nm)之间的波长下小于百分之一(＜1％)的反射比/包括折射元件210的表面(如，第一表面302或第二表面304)。在具体实施方式中，透镜120的第一表面302和第二表面304可以是高度抛光的。例如，透镜120可以被抛光至相当于二十(20)/十(10)的刮痕(scratch-dig)水平的质量。在实施方式中，透镜120的边缘可未抛光并精细研磨至四百(400)目等价物(equivalent)。在实施方式中，在六百三十三(633)纳米处透镜120可具有小于四分之一(＜0.25)波长(如，波峰至波谷)的通过表面302、304的传送的波前误差。

参考图4，显示激光通信***400的说明性实施方式。如图4中所示，激光通信***400包括第一激光通信终端402和第二激光通信终端404。第一激光通信终端402可配置为生成原光束410和二级光束412(如，信标光束)。在具体实施方式中，第一激光通信终端402可以是图1的激光通信终端100。在该实施方式中，原光束410可以是图1的原光束110B和二级光束412可以是图1的信标光束122。

第二激光通信终端404可包括配置为促进探测原光束410的光学元件406。例如，第二激光通信终端404可通过首先探测二级光束412来探测原光束410。一旦第二激光通信终端404探测到二级光束412，第二激光通信终端404可然后使光学元件406与原光束410对齐并开始经由原光束410接收来自第一激光通信终端402的数据。

参考图5，利用光点图502和510显示与原光束和二级光束(如，信标光束)相关的远场光强度分布的说明性实例，其中通过光点密度和通过颜色编码表示远场光强度。原光束(如，图1的原光束110)的远场表示由光点图502和510的中心处的不能分辨的光点指示。二级光束(如，信标光束)由光点图502和510中大的、散焦的弥散圆(blur)表示。光点图502和510使用光线追踪程序通过发射具有径向高斯强度分布的准直的射线束进入代表性的卡塞格伦光学***——诸如图1的激光通信终端100——生成。假设当入射的原光束(如，图1的原光束110)进入卡塞格伦光学***时，它展现非均匀(如，高斯)径向强度分布。当入射的原光束贯穿光学***传播时，它保持其非均匀径向强度分布。

在图5中，使用包括单一折射元件的透镜产生光点图502，该折射元件相对于透镜的第一表面的中心偏离中心放置。折射元件相对于非均匀的原光束还可以是偏离中心的。单一的离轴折射元件将产生离散的(圆锥体的)二级光束，如图1中122A所勾勒的。由于单一折射元件的离轴放置，在远场中的二级光束轮廓将展现不对称的强度分布，其复制图1的原光束110的不对称的强度分布的各自部分，如由离轴的折射元件所拦截的。该结果由光点图502的部分504和506中不相等的光点密度所证明。

通过对比，在图5中，光点图510由围绕透镜的第一表面的中心对称放置的两个折射元件产生。两个离轴折射元件产生分开的离散的二级光束，如图1中122A和122B所勾勒的。由第一折射元件所产生的非对称的远场径向强度分布可在远场中由第二折射元件所产生的相等但相反的径向强度分布所叠加，由此在远场中创造均匀的强度分布，如光点图510的部分512和514中相等的光点密度所证明。

参考图6，显示并指定生成原光束和二级光束(如，信标光束)的方法的实施方式的流程图600。在实施方式中，方法600可通过图1的激光通信终端100执行。例如，激光通信终端100可使用光源102、主镜104和副镜106来生成原光束，并可使用透镜120来生成二级光束(如，图1的信标光束122)。

方法600包括，在602，使用由光源发射的光生成原光束。原光束(如，图1的原光束110B)可通过使用典型的卡塞格伦型望远镜(如，图1的激光通信终端100)的主镜(如，图1的主镜104)和副镜(如，图1的副镜106)反射光而生成。方法包括，在604，利用望远镜的透镜(如，图1的透镜120)使用光(如，图1的光110)的部分生成二级光束(如，图1的信标光束122)。对于典型的反射型光学***，诸如图1的激光通信终端100，透镜(如，图1的透镜120)可包括与透镜的第一表面的中心大约等距离放置的两个或更多个离轴折射元件(如，图2的折射元件210)。二级光束可通过使用两个或更多个折射元件使光的部分转向而生成，如参考图1所描述的。例如，二级光束的光可被两个或更多个折射元件转向为小角。离散的二级光束由望远镜的主镜和副镜两者的各自的离轴部分反射，因此导致原光束的部分的准直度(即，焦点)变化，同时避免二级光束被望远镜的副镜遮拦。原光束的散焦的二级光束部分可被用作信标光束(如，图1的信标光束122)。

因此，可操作以执行方法600的望远镜被配置为通过使用主镜和副镜反射来自光源的光生成原光束和使用透镜诸如图1-3的透镜120生成二级光束。当执行方法600时，当使用透镜生成二级光束时，由于透镜使光的部分转向来生成二级光束同时使剩余的光被用于生成原光束，望远镜可使用减少量的传送功率来生成原光束。

本文描述的实施方式的说明旨在提供各种实施方式的结构的一般理解。说明非旨在用作利用本文描述的结构或方法的装置和***的全部要素和特征的完全描述。在浏览本公开内容后，许多其它实施方式对本领域内技术人员可以是明显的。例如，本文中的许多实施方式描述透镜120为并入具有卡塞格伦构型(如，主镜和副镜)的反射型光学望远镜内。然而，图1和2的透镜120可与具有不同构型的其它激光通信终端(如，不包括中心遮拦的折射型望远镜)结合使用。其它实施方式可利用或衍生自本公开内容，使得可进行结构以及逻辑替换和改变而不背离本公开内容的范围。例如，可以以与说明中所示的顺序不同的顺序执行方法步骤或可省略一个或多个方法步骤。因此，公开内容和附图被认为说明性的而不是限制性的。

而且，虽然在本文中已经说明并描述了具体的实施方式，但应当理解，设计以实现相同或相似结果的任何后来的布置可替代示出的具体实施方式。该公开内容旨在覆盖任意和全部后来的各种实施方式的改变或变形。在浏览本说明书后，上述实施方式和本文中没有具体描述的其它实施方式的组合对本领域内技术人员将是明显的。

在前述详细描述中，为了精简公开内容的目的，各种特征已经被分组在一起或以单一实施方式描述。该公开内容不被解释为反映要求的实施方式需要比在每个权利要求中明确陈述的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，要求的主题可涉及少于公开的实施方式的任一的全部特征。

Claims (20)

1.一种装置，其包括：

主镜；

副镜；和

包括一个或多个折射元件的透镜，

其中所述主镜和所述副镜配置为使用由光源发射的光生成原光束，

其中所述透镜放置在所述光源和所述主镜之间，和

其中所述一个或多个折射元件配置为使用由所述光源发射的光的至少一部分生成信标光束。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括配置为经由所述原光束向第二望远镜通信数据的第一望远镜。

3.根据权利要求2所述的装置，其中第一望远镜定位在第一位置，和其中所述第二望远镜定位在所述第一位置远程的第二位置。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二望远镜配置为至少部分基于所述信标光束定位所述第一望远镜。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个折射元件包括两个折射元件，其中所述两个折射元件放置在所述透镜的第一表面上，并且其中所述两个折射元件中的每个相对于所述透镜的所述第一表面具有凹面形状。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述两个折射元件中的每个的所述凹面形状延伸进入所述透镜的厚度。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个折射元件包括两个折射元件，其中所述两个折射元件放置在所述透镜的第一表面上，并且其中所述两个折射元件中的每个相对于所述透镜的所述第一表面具有凸面形状。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述两个折射元件中的每个的所述凸面形状从所述透镜的所述第一表面延伸远离。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述原光束具有第一直径，其中所述信标光束具有在远场中大于所述第一直径的第二直径。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述透镜涂布有增透涂层。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述光源包括激光器。

12.一种望远镜透镜，其包括：

第一表面；和

第二表面；

其中所述第一表面与所述第二表面隔开一定厚度，

其中所述第一表面包括第一折射元件，

其中所述第一折射元件在所述第一表面上，和

其中所述第一折射元件配置为当由光源发射的光穿过所述透镜时生成信标光束的至少一部分。

13.根据权利要求12所述的望远镜透镜，其中所述第二表面包括基本上平的表面。

14.根据权利要求13所述的望远镜透镜，其中所述第一表面包括第二折射元件，其中所述第二折射元件配置为当由所述光源发射的光穿过所述透镜时生成所述信标光束的第二部分。

15.根据权利要求14所述的望远镜透镜，其中所述第一折射元件和所述第二折射元件相对于所述第一表面具有凹面形状，并且其中所述第一表面除了所述第一折射元件和所述第二折射元件之外是基本上平的。

16.根据权利要求14所述的望远镜透镜，其中所述第一折射元件和所述第二折射元件相对于所述第一表面具有凸面形状，并且其中所述第一表面除了所述第一折射元件和所述第二折射元件之外是基本上平的。

17.根据权利要求12所述的望远镜透镜，其中所述透镜的所述第一表面和所述第二表面涂布有增透涂层。

18.一种方法，其包括：

使用由光源发射的光生成原光束；和

利用望远镜的透镜使用所述光的部分生成二级光束，其中所述透镜包括一个或多个折射元件，和其中所述二级光束通过使用所述一个或多个折射元件使所述光的部分转向而生成。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述原光束通过使用所述望远镜的主镜和副镜反射所述光而生成，并且其中所述透镜涂布有增透涂层。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述一个或多个折射元件的第一折射元件放置在所述透镜的第一表面上，和其中所述一个或多个折射元件的第二折射元件放置在所述透镜的第二表面上。