JP2003511965A - Reconfigurable laser communication terminal - Google Patents
Reconfigurable laser communication terminalInfo
- Publication number
- JP2003511965A JP2003511965A JP2001530241A JP2001530241A JP2003511965A JP 2003511965 A JP2003511965 A JP 2003511965A JP 2001530241 A JP2001530241 A JP 2001530241A JP 2001530241 A JP2001530241 A JP 2001530241A JP 2003511965 A JP2003511965 A JP 2003511965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- wavelength
- signal
- optical
- reconfigurable
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/118—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum specially adapted for satellite communication
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】 自由空間の光通信用システムおよび方法は、対応する送信機40と受信機48との間で送信された信号と受信された信号とを分離し操縦するための偏波切換えと組み合わせて、送信された信号と受信された信号とを分離するためのデュアル波長動作を使用する少なくとも1つの再構成可能な端末30を含んでいる。偏波ベースの切換えは送信された信号と受信された信号の波長の相互変化を容易にするためにビーム操縦と独立した波長を与える。波長板または偏波ロテータのような制御可能または受動的な偏波変化装置56によって、通信端末30がビーム操縦光学系54、62、66の再配置および関連する正確な整列を必要とせずに再構成可能である。 SUMMARY OF THE INVENTION A system and method for free space optical communication comprises a polarization switch for separating and steering a transmitted signal and a received signal between a corresponding transmitter 40 and receiver 48. And at least one reconfigurable terminal 30 that uses dual-wavelength operation to separate transmitted and received signals. Polarization-based switching provides a wavelength independent of beam steering to facilitate the reciprocal change in the wavelength of the transmitted and received signals. A controllable or passive polarization changing device 56, such as a waveplate or polarization rotator, allows the communication terminal 30 to reconfigure the beam steering optics 54, 62, 66 without the need for repositioning and associated precise alignment. Configurable.
Description
【0001】[0001]
本発明は、特に光衛星間リンクに適している再構成可能なレーザ通信端末に関
する。The present invention relates to a reconfigurable laser communication terminal particularly suitable for optical intersatellite links.
【0002】[0002]
光衛星間リンク端末は2つの衛星間の通信に使用される。これらの端末を含む
通信ネットワークの設計における1つの主な技術的挑戦は任意の端末内の受信機
チャンネルを、同じ光端末内で開始する送信ビームにより発生される他のスプリ
アス放射から分離することである。典型的な衛星間距離と許容可能な送信機/受
信機の開口サイズでは、分離の要求はしばしば90dBよりも大きく、即ち恐ら
く受信機チャンネルに入る送信機ビームにより発生されるスプリアス信号は少な
くとも90dBだけ送信機ビーム自体よりも小さくてはならない。The optical inter-satellite link terminal is used for communication between two satellites. One major technical challenge in the design of communication networks containing these terminals is to separate the receiver channel in any terminal from other spurious emissions generated by transmit beams starting in the same optical terminal. is there. With typical inter-satellite distances and acceptable transmitter / receiver aperture sizes, the separation requirement is often greater than 90 dB, ie the spurious signal generated by the transmitter beam entering the receiver channel is probably at least 90 dB. Must not be smaller than the transmitter beam itself.
【0003】
光衛星間リンク(OISL)を構成する通信ネットワークでは、送信ビーム
と受信ビームとの間に必要な分離を生成しながら許容可能な寸法と重量を実現す
る1つの共通の分離方法は異なる波長でビームを動作する方法である。デュアル
波長OISLネットワークは動作波長によって特徴付けられる(少なくとも)2
つのタイプの端末を必要とする。例えばタイプAの端末は第1の波長で放射を送
信し、第2の波長で放射を受信し、タイプBの端末は第2の波長で送信し、第1
の波長で受信する。適切な通信リンクはA端末がB端末と通信することを必要と
する。動作波長は典型的に約5乃至10ナノメートル(nm)の波長差で分離さ
れ、これは有効な受信機の帯域通過フィルタがスプリアス送信機放射を適切に拒
否でき分離の要求を満たすのに十分な大きさである。この方法は、送信機および
受信機機能が重量と価格を減少するために共通の望遠鏡と指向光学系を共有する
ことができることを含んだ種々の利点を与える。送信されたビームを入来する受
信されたビームから分離するために、第2の波長を送信しながら第1の波長を反
射するダイクロイックビームスプリッタが使用される。In communication networks that make up the Optical Inter-Satellite Link (OISL), one common separation method that achieves acceptable size and weight while producing the necessary separation between the transmit and receive beams is different. A method of operating a beam at a wavelength. Dual wavelength OISL networks are characterized by (at least) 2 operating wavelengths
You need one type of terminal. For example, a type A terminal transmits radiation at a first wavelength and receives radiation at a second wavelength, a type B terminal transmits at a second wavelength and a first wavelength
Receive at the wavelength of. Appropriate communication links require terminal A to communicate with terminal B. The operating wavelengths are typically separated by a wavelength difference of about 5-10 nanometers (nm), which is sufficient for an effective receiver bandpass filter to properly reject spurious transmitter emissions and meet the separation requirements. It is a large size. This method offers various advantages, including that the transmitter and receiver functions can share common telescope and pointing optics to reduce weight and cost. A dichroic beam splitter that transmits a second wavelength and reflects the first wavelength is used to separate the transmitted beam from the incoming received beam.
【0004】
第2の既知の分離方法は同じ波長であるが直交偏波で動作する送信ビームと
受信ビームを分離するために偏波ベースの切換え技術を使用する。この方法は特
定の構造に基づいて約30dB乃至40dBの分離しか与えず、それ故、さらに
厳格な分離要求を有する多数のOISL応用では適当ではない。A second known separation method uses polarization-based switching techniques to separate the transmit and receive beams of the same wavelength but operating in orthogonal polarizations. This method provides only about 30-40 dB isolation based on the particular structure and is therefore not suitable for many OISL applications with more stringent isolation requirements.
【0005】
光路の物理的な分離は許容可能な分離を与えるが、この第3の方法は別々の
望遠鏡および指向光学系を必要とし、それ故、前述の方法と比較して重量および
価格が増加する。同様に、時間的な分離、即ち異なる時間における送信および受
信は十分な分離を与えるために使用されることのできる第4の方法であるが、通
信フォーマットに過酷な制限を課す。さらに、時間的な分離はシステムが衛星間
距離の変化に適合することを必要とするので望ましくない。Although physical separation of the optical paths provides acceptable separation, this third method requires separate telescope and pointing optics, thus increasing weight and cost compared to the previously mentioned methods. To do. Similarly, temporal separation, ie transmission and reception at different times, is a fourth method that can be used to provide sufficient separation, but imposes severe restrictions on the communication format. Furthermore, temporal separation is undesirable because it requires the system to adapt to changes in intersatellite distance.
【0006】
空間ベースの通信ネットワークの設計者は、OISL端末の幾らかの部分が
所望のシステム寿命中に実行できなくなることを認識する。補償するため、十分
な冗長が与えられる必要があり、それによってシステム全体は端末のかなりの部
分の損失にもかかわらず許容可能に機能できる。典型的なシステム設計は最小の
許容可能な性能を維持するために必要とされるよりも1個の衛星当り50%以上
の端末を特定してもよい。この信頼性の方法がデュアル波長分離と共に適用され
るときの暗黙の仮定は、任意の所定の衛星が1以上の他の衛星上の反対のタイプ
の補足的な端末とのリンクを維持するのに十分な適切なタイプ(AまたはB)の
端末を常に有することである。許容可能なシステムの冗長性を与えながら価格を
減少させるために、通信システムの端末は再構成可能でなければならず、それに
よってネットワーク制御装置から適切なコマンドを受信したとき、A端末はB端
末へ変換できなければならない。Designers of space-based communication networks recognize that some parts of an OISL terminal will not run during the desired system life. To compensate, sufficient redundancy must be provided so that the entire system can function acceptably despite the loss of a significant portion of the terminal. A typical system design may specify 50% more terminals per satellite than needed to maintain the minimum acceptable performance. The implicit assumption when this method of reliability is applied with dual wavelength separation is that any given satellite maintains a link with complementary terminals of opposite type on one or more other satellites. Always have enough suitable type (A or B) terminals. In order to reduce costs while providing acceptable system redundancy, the terminals of the communication system must be reconfigurable so that when receiving the appropriate command from the network controller, A terminal will be B terminal. Must be convertible to.
【0007】[0007]
この再構成能力を与える1方法は、ダイクロイックビームスプリッタを機械的
に交換することであり、それによってAまたはB端末の適切な波長は受信機へお
よび送信機から導かれる。しかしながら、この方法は、衛星ネットワークの寿命
を通じてタイプAとB間の反復する切換えに必要な正確な整列を実現するために
複雑で高価な機械的および電子的なコンポーネントを必要とする。One way to provide this reconfiguration capability is to mechanically replace the dichroic beamsplitters so that the appropriate wavelengths for A or B terminals are directed to the receiver and from the transmitter. However, this method requires complex and expensive mechanical and electronic components to achieve the precise alignment required for repeated switching between types A and B throughout the life of the satellite network.
【0008】
したがって、本発明の目的は、許容可能な重量、価格、光衛星間リンクで使
用される分離を有する再構成可能な通信端末を提供することである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reconfigurable communication terminal having an acceptable weight, price and isolation used in optical intersatellite links.
【0009】
本発明の別の目的は、再構成能力を容易にするため両タイプの端末に対して
類似の性能特性を示すデュアル波長の光学的通信システムで受信ビームから送信
ビームを分離するシステムおよび方法を提供することである。Another object of the present invention is to provide a system for separating a transmit beam from a receive beam in a dual wavelength optical communication system that exhibits similar performance characteristics for both types of terminals to facilitate reconfigurability. Is to provide a method.
【0010】
本発明のさらに別の目的は、光学素子の機械的運動を減少または除去しなが
ら光通信端末を再構成する方法を提供することである。Yet another object of the present invention is to provide a method of reconfiguring an optical communication terminal while reducing or eliminating mechanical movement of optical elements.
【0011】
本発明の別の目的は、分離を改良しながら送信および受信ビームの光路を結
合する偏波ベースの再構成可能な通信システムおよび通信方法を提供することで
ある。Another object of the present invention is to provide a polarization-based reconfigurable communication system and method that combines the optical paths of the transmit and receive beams with improved isolation.
【0012】
本発明の付加的な目的は、送信および受信信号のタイプを交換することによ
り制御コマンドに応答して光通信端末を再構成するシステムおよび方法を提供す
ることである。An additional object of the present invention is to provide a system and method for reconfiguring an optical communication terminal in response to control commands by exchanging the types of transmitted and received signals.
【0013】
本発明のさらに別の目的は、ビーム操縦コンポーネントの再位置付けを減少
またはなくす光通信端末を再構成するためのシステムおよび方法を提供すること
である。Yet another object of the present invention is to provide a system and method for reconfiguring an optical communication terminal that reduces or eliminates repositioning of beam steering components.
【0014】[0014]
光通信用システムおよび方法は、それぞれ対応する受信機と送信機との間で送
信された信号と受信された信号とを分離し、操縦するための偏波切換えと組み合
わせて、送信された信号と受信された信号とを分離するためのデュアル波長動作
を使用する少なくとも1つの再構成可能な端末を含んでいる。偏波ベースの切換
えは送信された信号と受信された信号の波長の相互交換を容易にするためビーム
操縦と独立した波長を与える。選択可能または同調可能な帯域通過フィルタを伴
って、波長板または偏波ロテータのような制御可能または受動の偏波変化装置に
よって、通信端末がビーム操縦光学系の再位置付けおよび関連する正確な整列を
必要とせずに再構成可能である。The systems and methods for optical communications separate the transmitted and received signals between corresponding receivers and transmitters, respectively, in combination with polarization switching to steer the transmitted signals. It includes at least one reconfigurable terminal that uses dual wavelength operation to separate received signals. Polarization-based switching provides beam steering independent wavelengths to facilitate the interchange of wavelengths of transmitted and received signals. A controllable or passive polarization-changing device, such as a waveplate or polarization rotator, with a selectable or tunable bandpass filter allows the communication terminal to reposition the beam steering optics and the associated precise alignment. It can be reconfigured without need.
【0015】
1実施形態では、本発明にしたがった光通信端末は第1の偏波と第1の波長
とを有する光信号を発生するための送信機と、第2の偏波と第2の波長とを有す
る光信号を受信するための受信機とを含んでいる。偏波ビームスプリッタは第1
の偏波と第1の波長とを有する光信号を送信機から導き、第2の偏波と第2の波
長とを有する光信号を受信機へ導く。通過する光信号の偏波を変化するように動
作する再構成可能な偏波変化装置はコマンド信号に応答し、出力信号偏波が(第
4の偏波から第2の偏波へ変化しながら)第1の偏波から第3の偏波へ変化され
る第1の状態と、出力信号偏波が(第3の偏波から第2の偏波へ変化しながら)
第1の偏波から第4の偏波へ変化される少なくとも第2の状態のうちの1つを選
択する。In one embodiment, an optical communication terminal according to the present invention comprises a transmitter for generating an optical signal having a first polarization and a first wavelength, a second polarization and a second polarization. A receiver for receiving an optical signal having a wavelength. Polarization beam splitter is the first
The optical signal having the polarized wave and the first wavelength is guided from the transmitter, and the optical signal having the second polarized wave and the second wavelength is guided to the receiver. A reconfigurable polarization changing device that operates to change the polarization of the optical signal passing through responds to the command signal and changes the output signal polarization (from changing from the fourth polarization to the second polarization). ) The first state is changed from the first polarization to the third polarization, and the output signal polarization is (while changing from the third polarization to the second polarization).
Select at least one of the second states that is changed from the first polarization to the fourth polarization.
【0016】
本発明にしたがった光通信方法は、第1の波長と第1の偏波の光通信信号を
送信し、第2の波長と第2の偏波の光通信信号を受信するステップを含んでいる
。送信された信号と受信された信号は光路に沿って伝播し、それらの両信号に共
通の少なくとも1つの光素子を通過する。第1および第2の波長は特定の通信端
末内の送信された光通信信号と受信された光通信信号との間に予め定められた分
離レベルを与えるように選択される。この方法はまた、第1と第2の偏波に基づ
くが第1および第2の波長とは実質上独立して受信された信号から送信された信
号を空間的に分離し、第1と第2の波長および偏波を相互交換することにより通
信端末を選択的に再構成するステップも含んでおり、それによって光通信信号は
第2の波長と第2の偏波で端末から送信され、第1の波長と第1の偏波で端末に
より受信される。The optical communication method according to the present invention comprises the steps of transmitting an optical communication signal having a first wavelength and a first polarization and receiving an optical communication signal having a second wavelength and a second polarization. Contains. The transmitted and received signals propagate along an optical path and pass through at least one optical element common to both signals. The first and second wavelengths are selected to provide a predetermined isolation level between transmitted and received optical communication signals within a particular communication terminal. The method also spatially separates the transmitted signal from the received signal that is based on the first and second polarizations but is substantially independent of the first and second wavelengths, and the first and second The method also includes the step of selectively reconfiguring the communication terminal by interchanging two wavelengths and polarizations, whereby the optical communication signal is transmitted from the terminal at the second wavelength and the second polarization, Received by the terminal at a wavelength of 1 and a first polarization.
【0017】
本発明にしたがった光通信システムの1実施形態は、第1の偏波を有する第
1の波長の光信号を送信し、第2波長と第2の偏波の光信号を受信する第1の光
通信端末を具備している第1の衛星を含んでいる。第2の光通信端末を有する少
なくとも1つの付加的な衛星は、第2の偏波を有する第2の波長の光信号を送信
し、第1の波長と第1の偏波の光信号を受信する。少なくとも第1の光通信端末
は、コマンド信号に応答して、好ましくは任意のビーム操縦の再位置付けおよび
/または再整列せずに、送信された波長および偏波と受信された波長および偏波
を相互交換するように選択的に再構成可能である。One embodiment of an optical communication system according to the present invention transmits an optical signal of a first wavelength having a first polarization and receives an optical signal of a second wavelength and a second polarization. It includes a first satellite equipped with a first optical communication terminal. The at least one additional satellite having a second optical communication terminal transmits an optical signal of a second wavelength having a second polarization and receives an optical signal of the first wavelength and the first polarization. To do. At least a first optical communication terminal is responsive to the command signal to transmit and receive wavelengths and polarizations, preferably without any beam steering repositioning and / or realignment. It is selectively reconfigurable to interchange with each other.
【0018】
本発明は光通信システムの多くの利点を与える。例えば本発明は価格、寸法
、重量、複雑性、信頼性により測定されるとき他の方法と比較して優れた性能を
与える。本発明は通常のビームスプリッタを使用して必要な光切換えまたはビー
ム操縦を実現し、ビーム操縦光学系の再整列および関連する正確な整列を避ける
。本発明はシステムのフレキシブル性と全体的な信頼性を改良するために再構成
可能な通信端末を提供しながら切換え問題に対する廉価の解決策を可能にする市
場で入手可能な偏波コンポーネントで構成されることができる。The present invention provides many advantages of optical communication systems. For example, the present invention provides superior performance as compared to other methods as measured by price, size, weight, complexity, and reliability. The present invention uses a conventional beam splitter to achieve the required light switching or beam steering, avoiding realignment of the beam steering optics and the associated precise alignment. The present invention comprises commercially available polarization components that enable a low cost solution to the switching problem while providing a reconfigurable communication terminal to improve system flexibility and overall reliability. You can
【0019】[0019]
本発明の前述および他の目的、特徴、利点は添付図面を伴って本発明を実行す
る最良の方法についての以下の詳細な説明から当業者により容易に認識されるで
あろう。
図1を参照すると、本発明にしたがった光衛星通信システムの1応用を示した
ブロック図が示されている。当業者が認識するように、本発明は通常、任意の自
由空間の光通信システムに応用可能であり、その1例が図示し以下詳細に説明す
るように衛星ベースの通信システムである。同様に、以下の図示された実施例を
通信信号を参照して説明するが、本発明は共通の光学系をしばしば使用して信号
を受信して前述の同様の分離問題を解決しなければならない捕捉および追跡シス
テムおよび/またはサブシステムにも同様に応用可能である。The foregoing and other objects, features, and advantages of the present invention will be readily appreciated by those skilled in the art from the following detailed description of the best mode for carrying out the invention in connection with the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a block diagram illustrating one application of an optical satellite communication system according to the present invention. As those skilled in the art will appreciate, the present invention is generally applicable to any free space optical communication system, an example of which is a satellite based communication system as illustrated and described in detail below. Similarly, while the following illustrated embodiments are described with reference to communication signals, the present invention must often use common optics to receive the signals and solve similar separation problems discussed above. It is equally applicable to acquisition and tracking systems and / or subsystems.
【0020】
衛星通信システム10は地球16を中心とする軌道に複数の衛星12、14を含んで
いる。衛星12、14は本発明にしたがって自由空間で光通信を行うことのできる1
以上の光通信端末18を含んでいる。衛星12、14はまた典型的にRFリンクである
ダウンリンク22を介して情報を地上局20へ送信する指向性通信システムも含んで
いる。同様に、地上局20はアップリンク24を介して制御コマンドを含んだデータ
を衛星12、14へ通信することができる。The satellite communication system 10 includes a plurality of satellites 12, 14 in an orbit centered on the earth 16. Satellites 12 and 14 are capable of optical communication in free space according to the present invention 1
The above optical communication terminal 18 is included. The satellites 12, 14 also include a directional communication system that transmits information to the ground station 20 via a downlink 22, which is typically an RF link. Similarly, ground station 20 may communicate data, including control commands, to satellites 12, 14 via uplink 24.
【0021】
通信システム10は選択された動作波長を特徴とする少なくとも2つのタイプ
の端末18を具備するデュアル波長システムであることが好ましい。例えば、タイ
プ“A”と呼ばれる端末26は第1の波長λ1 と偏波P1 で放射を送信し、第2の
波長λ2 と偏波P2 で放射を受信する。タイプ“B”と呼ばれる補足的な端末28
は第2の波長λ2 と偏波P2 で放射を送信し、第1の波長λ1 と偏波P1 で放射
を受信する。適切な通信リンクは“A”端末が“B”端末と通信することを必要
とする。2つの動作波長は典型的に5乃至10ナノメートルだけ分離される。こ
れは容易に利用可能な受信機帯域通過フィルタが典型的には90dBの必要な分
離を与えながら送信機の放射を適切に拒否するのに十分な大きさである。The communication system 10 is preferably a dual wavelength system with at least two types of terminals 18 featuring selected operating wavelengths. For example, a terminal 26 called type "A" transmits radiation at a first wavelength λ 1 and polarization P 1 and receives radiation at a second wavelength λ 2 and polarization P 2 . A supplementary terminal called Type "B" 28
Transmits radiation at a second wavelength λ 2 and polarization P 2 and receives radiation at a first wavelength λ 1 and polarization P 1 . A suitable communication link requires an "A" terminal to communicate with a "B" terminal. The two operating wavelengths are typically separated by 5-10 nanometers. This is large enough for a readily available receiver bandpass filter to adequately reject transmitter emissions while providing the required isolation of typically 90 dB.
【0022】
2つの衛星は好ましくは共通の視線または通信ビーム軸に沿って通信信号を
送受信し、これは単に説明を明瞭および容易にするために、図1では送信ビーム
と受信ビームとして別々に示されている。この説明全体を通じて使用されている
ように、ビームまたは信号は通信端末を出るときに“送信され”、通信端末に到
着するときに“受信される”。送信機は関連する波長および偏波を有する信号ま
たはビームを“発生する”。発生された信号またはビームは偏波変化装置を含む
通信端末内の種々の光素子を通過し、それによって送信されたビームは、発生さ
れたビームに関して同一の波長ではあるが異なる偏波であることが特徴付けられ
る。同様に、関連する波長および偏波を有する“受信された”信号は通信端末内
の偏波変化装置を前もって通過し、これは受信機へ通過する“検出された”信号
またはビームと呼ばれる。したがって“検出された”ビームまたは信号は通信端
末に到着する“受信された”ビームに関して同一波長であるが異なる偏波を有す
る。The two satellites preferably transmit and receive communication signals along a common line of sight or communication beam axis, which is shown separately in FIG. 1 as a transmit beam and a receive beam, merely for clarity and ease of illustration. Has been done. As used throughout this description, a beam or signal is "transmitted" when it leaves a communication terminal and "received" when it arrives at the communication terminal. The transmitter "generates" a signal or beam having an associated wavelength and polarization. The generated signal or beam passes through various optical elements in the communication terminal including the polarization changing device, and the beams transmitted thereby have the same wavelength but different polarization with respect to the generated beam. Is characterized. Similarly, a "received" signal having an associated wavelength and polarization has previously passed through a polarization changing device within the communication terminal, which is referred to as the "detected" signal or beam passing to the receiver. Therefore, the "detected" beam or signal has the same wavelength but different polarization with respect to the "received" beam arriving at the communication terminal.
【0023】
所望のシステム寿命に合致するために、冗長通信端末が所望の寿命期間に劣
化または実行できなくなる端末を補償するために含まれてもよい。端末の修理ま
たは交換は非常に困難であるか不可能であるので、この方法は衛星ベースのシス
テムでは最も普及している。しかしながら、十分な数の補足タイプの端末が必要
なリンクを維持するために存在しなければならない。本発明は以下さらに詳細に
説明するように必要な端末数を減少するために1以上の再構成可能な端末30を提
供する。In order to meet the desired system life, redundant communication terminals may be included to compensate for terminals that degrade or fail to perform during the desired life span. This method is most prevalent in satellite-based systems, since repairing or replacing terminals is very difficult or impossible. However, a sufficient number of supplemental type terminals must exist to maintain the required links. The present invention provides one or more reconfigurable terminals 30 to reduce the number of terminals required, as will be described in more detail below.
【0024】
図1で示されているように、衛星12は偏波P1 を有する第1の波長λ1 の光
信号を送信し、第2の波長λ2 と第2の偏波P2 の光信号を受信する第1の通信
端末26を含んでいる。衛星14は偏波P2 を有する第2の波長λ2 の光信号を送信
する第2の光通信端末28を含むことが好ましい。通信端末28は第1の偏波P1 を
有する第1の波長λ1 の信号を受信する。光通信端末30は地上局20からのコマン
ド信号に応答して送信波長および偏波と受信波長および偏波を相互変化するよう
に選択的に再構成可能である。衛星14は第1の波長λ1 と第1の偏波P1 の光信
号を送信する種々の他の光通信端末18を含んでもよい。同様に、衛星12は第2の
波長λ2 と第2の偏波P2 の光信号を送信する種々の他の光通信端末を含んでも
よい。As shown in FIG. 1, the satellite 12 transmits an optical signal of a first wavelength λ 1 having a polarization P 1 of a second wavelength λ 2 and a second polarization P 2 . It includes a first communication terminal 26 for receiving an optical signal. Satellite 14 preferably includes a second optical communication terminal 28 that transmits an optical signal of second wavelength λ 2 having polarization P 2 . The communication terminal 28 receives the signal of the first wavelength λ 1 having the first polarization P 1 . The optical communication terminal 30 is selectively reconfigurable so as to mutually change the transmission wavelength and polarization and the reception wavelength and polarization in response to the command signal from the ground station 20. The satellite 14 may include various other optical communication terminals 18 that transmit optical signals of a first wavelength λ 1 and a first polarization P 1 . Similarly, satellite 12 may include various other optical communication terminals that transmit optical signals of the second wavelength λ 2 and the second polarization P 2 .
【0025】
図2を参照すると、本発明にしたがった光通信端末の部分的なブロック図が
示されている。当業者はこのブロック図が本発明の説明を容易にする素子だけを
含んでおり、実際の構造は本発明の技術的範囲から逸脱せずに付加的な素子およ
び/または等価な素子を含んでもよいことを認識するであろう。同様に、本発明
はディスクリートな市場で入手可能なコンポーネント、特別注文の集積コンポー
ネントまたは任意の組合わせで構成されてもよい。Referring to FIG. 2, there is shown a partial block diagram of an optical communication terminal according to the present invention. Those skilled in the art will understand that this block diagram only includes elements that facilitate the description of the present invention, and that actual structures may include additional elements and / or equivalent elements without departing from the scope of the present invention. You will recognize good things. Similarly, the present invention may be comprised of discrete, commercially available components, custom integrated components, or any combination.
【0026】
光通信端末30は関連する偏波を有する出力光信号を発生するための送信機40
を含んでいる。送信機40は関連する光学系を具備するまたはそれを具備しない任
意の数の既知のコヒーレントな放射源により構成されてもよい。この実施形態で
は、送信機40はレーザアセンブリ41、ビーム成形光学系42、随意的な偏波装置43
を含んでいる。1実施形態では、送信機40は第1の線形偏波(LP1 )を有する
1550ナノメートルのような第1の波長でコヒーレントな放射を発生する。送
信波長λT は端末30がそれぞれタイプ“A”または“B”端末のいずれであるか
に基づいてλ1 またはλ2 である。第1の線形偏波は垂直偏波光、即ち図面の平
面に垂直に偏波される光を表すドットにより示されている。The optical communication terminal 30 includes a transmitter 40 for generating an output optical signal having an associated polarization.
Is included. The transmitter 40 may be composed of any number of known coherent radiation sources with or without associated optics. In this embodiment, transmitter 40 includes laser assembly 41, beam shaping optics 42, and optional polarization device 43.
Is included. In one embodiment, the transmitter 40 produces coherent radiation at a first wavelength, such as 1550 nanometers, having a first linear polarization (LP 1 ). The transmission wavelength λ T is λ 1 or λ 2 depending on whether terminal 30 is a type “A” or “B” terminal, respectively. The first linearly polarized light is indicated by dots representing vertically polarized light, i.e. light polarized perpendicular to the plane of the drawing.
【0027】
制御コマンドに応答して選択可能な同調可能な波長を発生するレーザでは、
1つのレーザしか必要ない。1例として、1550ナノメートル近くの波長範囲
内で動作するような半導体レーザでは、λ1 からλ2 への必要な波長変化を実現
する便宜的な方法はダイオードレーザの温度を変化することである。代わりに、
ダイオードレーザの必要な温度変化の大きさが許容できないならば、またはシス
テムが実質上固定した波長を生成する異なるタイプのレーザを有するならば、送
信機40は第2のレーザアセンブリ44と、関連するビーム成形光学系45と、随意的
な偏波装置46とを含んでもよい。第2のレーザアセンブリ44は第2の波長λ2 で
動作するレーザを含んでいる。第1のレーザアセンブリ41と第2のレーザアセン
ブリ44により生成されるビームは同一の偏波状態(LP1 )を有する。ビーム結
合器47は同一の光路49に沿って2つのビームを誘導する。ビーム結合器47の機能
を実現するための多くの方法が既存の技術で知られている。多くのタイプのレー
ザでは、格子またはダイクロイックミラーが使用されてもよい。1550ナノメ
ートル近くで動作するレーザでは、波長分割マルチプレクサ(WDM)またはフ
ァイバベースの光スイッチを含む技術でよく知られている他の光学素子も利用可
能である。In a laser that produces a selectable tunable wavelength in response to a control command,
Only one laser is needed. As an example, for semiconductor lasers operating in the wavelength range near 1550 nanometers, a convenient way to achieve the necessary wavelength change from λ 1 to λ 2 is to change the temperature of the diode laser. . instead of,
If the required temperature change magnitude of the diode laser is unacceptable, or if the system has a different type of laser that produces a substantially fixed wavelength, the transmitter 40 is associated with a second laser assembly 44. Beam shaping optics 45 and optional polarization device 46 may be included. The second laser assembly 44 includes a laser operating at a second wavelength λ 2 . The beams produced by the first laser assembly 41 and the second laser assembly 44 have the same polarization state (LP 1 ). Beam combiner 47 directs the two beams along the same optical path 49. Many methods for realizing the function of the beam combiner 47 are known in the existing art. For many types of lasers, gratings or dichroic mirrors may be used. For lasers operating near 1550 nanometers, other optical elements well known in the art including wavelength division multiplexers (WDM) or fiber-based optical switches are also available.
【0028】
また図2で示されているように、端末30は関連する偏波を有する入来する光
信号を受信するための受信機48を含んでいる。受信機48は適切な検出器50と、必
要な分離を与える選択可能な帯域通過フィルタ52等の関連する光学素子を含んで
いる。適切な帯域通過フィルタは既存の技術で入手可能である。広く隔てられて
いる波長(例えば15乃至20ナノメートルよりも大きい差があるλ1 とλ2 )
では、薄膜の帯域通過フィルタが十分であり、機械的な切換えが必要な帯域通過
波長を有するフィルタを交換するために使用されることができる。狭い波長間隔
では、ビーム伝播方向に垂直に整列されている誘電被覆されたファブリーペロー
エタロンを使用することができる。エタロンは周期的な波長セットを通過するの
で、薄膜フィルタは所望の波長を除く全てのエタロン帯域通過波長を除去するた
めに直列して使用される。最高の正確性のために、エタロンは帯域通過波長の熱
的に誘起されたドリフトを避けるために温度の安定を必要とする。この同じ温度
制御装置はλ1 からλ2 へエタロンの帯域通過を同調するために使用され、それ
によって何等の機械的交換を必要とせずに受信された波長の必要な選択能力を実
現する。受信機48は好ましくは伝播方向に垂直な矢印により示され、水平線形偏
波を表す第2の線形偏波(LP2 )を有する光信号を検出する。Also shown in FIG. 2, terminal 30 includes a receiver 48 for receiving an incoming optical signal having an associated polarization. Receiver 48 includes a suitable detector 50 and associated optics such as a selectable bandpass filter 52 that provides the required isolation. Suitable bandpass filters are available in existing technology. Widely separated wavelengths (eg λ 1 and λ 2 with a difference greater than 15 to 20 nanometers)
In, thin film bandpass filters are sufficient and can be used to replace filters with bandpass wavelengths that require mechanical switching. For narrow wavelength spacing, a dielectrically coated Fabry-Perot etalon aligned perpendicular to the beam propagation direction can be used. Since the etalon passes through a periodic set of wavelengths, thin film filters are used in series to eliminate all etalon bandpass wavelengths except the desired wavelength. For maximum accuracy, etalons require temperature stabilization to avoid thermally induced drift of bandpass wavelengths. This same temperature controller is used to tune the bandpass of the etalon from λ 1 to λ 2 , thereby providing the required selectability of the received wavelength without the need for any mechanical exchange. Receiver 48 detects an optical signal having a second linear polarization (LP 2 ), which is preferably indicated by an arrow perpendicular to the direction of propagation and which represents a horizontal linear polarization.
【0029】
端末30内の偏波ビームスプリッタ54は第1の線形偏波(LP1 )を有する光
信号を送信機40から誘導し、第2の線形偏波(LP2 )を有する光信号を受信機
48へ誘導するように動作可能である。再構成可能な偏波交換装置56は通過する光
信号の偏波を変化するように動作可能である。A polarization beam splitter 54 in the terminal 30 guides an optical signal having a first linear polarization (LP 1 ) from the transmitter 40 and outputs an optical signal having a second linear polarization (LP 2 ). Receiving machine
Operable to direct to 48. The reconfigurable polarization switching device 56 is operable to change the polarization of the passing optical signal.
【0030】
1実施形態では、偏波変化装置56はコマンドプロセッサ58から受信されたコ
マンド信号に応答して第1の状態と第2の状態の一方を選択する。この第1の状
態では発生された信号偏波が第1の偏波(LP1 )から第1の偏波(P1 )へ変
化される(一方、受信された信号偏波P2 は第2の線形偏波LP2 へ同時に変化
される)。この第2の状態では発生された信号偏波が第2の偏波(P2 )へ変化
される(ここでは受信された信号偏波P1 は第2の線形偏波LP2 へ同時に変化
される)。本発明の1実施形態では、(発生され検出された)第1および第2の
線形偏波は直交線形偏波であり、(送信され受信された)第1および第2の偏波
は直交円偏波である。例えば第1の線形偏波(LP1 )は垂直方向線形偏波であ
り、第2の線形偏波(LP2 )は水平方向線形偏波である。この場合、偏波変化
装置56は第1の線形偏波(LP1 )を左円偏波(LCP)等の円偏波(P1 )へ
変化させる。同様に、受信された信号は右円偏波(RCP)であり、偏波変化装
置56により水平線形偏波された信号へ変換される。コマンドプロセッサ58からコ
マンドを受信したとき、偏波交換装置56は第1の線形偏波(LP1 )を第1の偏
波(LCP)ではなく第2の偏波(RCP)へ変換する。再構成はネットワーク
制御装置(地上局)により調節され、それ故通信する端末は適切なタイプである
。その代わりに、端末のタイプ(性)の独自の制御は衛星に搭載されているプロ
セッサにより実行されてもよい。好ましくは再構成はまた予め定められた分離を
与えるために送信された光信号と受信された光信号に関連する波長の変化も行う
。このようにして、選択可能な帯域通過フィルタ52は送信波長と受信波長の交換
を行うために調節される。In one embodiment, polarization changing device 56 selects one of a first state and a second state in response to a command signal received from command processor 58. In this first state, the signal polarization generated is changed from the first polarization (LP 1 ) to the first polarization (P 1 ) (while the received signal polarization P 2 is the second Of the linear polarization LP 2 of the same). In this second state, the signal polarization generated is changed to a second polarization (P 2 ), where the received signal polarization P 1 is simultaneously changed to a second linear polarization LP 2 . ). In one embodiment of the invention, the first and second linear polarizations (generated and detected) are orthogonal linear polarizations and the first and second polarizations (transmitted and received) are orthogonal circles. It is polarized wave. For example, the first linear polarization (LP 1 ) is a vertical linear polarization, and the second linear polarization (LP 2 ) is a horizontal linear polarization. In this case, the polarization changing device 56 changes the first linear polarization (LP 1 ) into a circular polarization (P 1 ) such as left circular polarization (LCP). Similarly, the received signal is right circularly polarized (RCP) and is converted by the polarization changing device 56 into a horizontally linearly polarized signal. Upon receiving a command from the command processor 58, the polarization switching device 56 converts the first linear polarization (LP 1 ) into the second polarization (RCP) instead of the first polarization (LCP). The reconfiguration is coordinated by the network controller (ground station) and therefore the communicating terminal is of the appropriate type. Alternatively, the unique control of the type of terminal may be performed by the processor onboard the satellite. Preferably, the reconstruction also changes the wavelength associated with the transmitted optical signal and the received optical signal to provide the predetermined separation. In this way, the selectable bandpass filter 52 is adjusted to exchange the transmit and receive wavelengths.
【0031】
偏波交換装置56は偏波ビームの性質を可逆的に制御する任意の数の既知の装
置により構成されてもよい。例えば、1/4波長板のような遅波装置が第1また
は第2の偏波を選択するために光ビーム軸を中心に90°の角度で1/4波長板
を回転するためモータ60と組合わせて使用されてもよい。(平面が平行な面を有
する)回転する1/4波長板はそれを通過するビームにおいて顕著なビーム操縦
を課さないので、整列許容度は比較的大きく、この方法で維持することは容易で
ある。代わりに、電子光学結晶を使用する非機械的方法が使用されてもよい。よ
く知られているように、コマンドプロセッサ58により制御されたDC電圧で駆動
される電子光学結晶が適切な偏波状態を選択するために使用されてもよい。The polarization switching device 56 may comprise any number of known devices that reversibly control the properties of the polarized beam. For example, a slow wave device such as a quarter-wave plate rotates the quarter-wave plate at an angle of 90 ° about the optical beam axis to select the first or second polarized wave. It may be used in combination. Since the rotating quarter-wave plate (having planes with parallel planes) does not impose significant beam steering on the beam passing through it, the alignment tolerance is relatively large and easy to maintain in this way. . Alternatively, non-mechanical methods using electro-optic crystals may be used. As is well known, an electro-optic crystal driven by a DC voltage controlled by command processor 58 may be used to select the appropriate polarization state.
【0032】
偏波変化装置56も45°だけ出力偏波を回転するが線形偏波を維持する能動
または受動偏波ロテータにより構成されてもよい。受信されたビームは、必要と
されるとき全体で90°の回転を与えるように偏波変化装置(ロテータ)を通過
するときに付加的に45°回転する。偏波ロテータは技術でよく知られており、
ビームが結晶光軸(c軸)に沿って伝播するように水晶カットから通常製造され
る。この代りの手段は機械的運動を防止する利点を与えるが、2つの通信端末間
の視線または光ビーム軸に沿った相対的な角度回転に敏感である。2つの端末が
視線を中心とする相対的な角度回転を受けるならば、角度回転はリンクへ損失を
誘起する。特に、回転角度がθであるならば、損失はsin2 θである。対照的
に、1/4波長板による構造は視線を中心とする端末の相対的な角度整列に感応
しないから、したがって角度方位に起因する損失はない。The polarization changing device 56 may also be constituted by an active or passive polarization rotator that rotates the output polarization by 45 ° but maintains the linear polarization. The received beam rotates an additional 45 ° as it passes through the polarization changing device (rotator) to give a total 90 ° rotation when needed. Polarization rotators are well known in the art,
It is usually manufactured from a quartz cut so that the beam propagates along the crystal optical axis (c-axis). This alternative means offers the advantage of preventing mechanical movement, but is sensitive to relative angular rotation along the line of sight or light beam axis between two communication terminals. If the two terminals undergo a relative angular rotation about the line of sight, the angular rotation induces a loss in the link. In particular, if the rotation angle is θ, then the loss is sin 2 θ. In contrast, the quarter-wave plate structure is insensitive to the relative angular alignment of the terminals about the line of sight, and thus there is no loss due to angular orientation.
【0033】
微細指向ミラー62、望遠鏡64、ジンバル操縦ミラー66のような種々の他のビ
ーム操縦光学系が捕捉、追跡、通信整列目的で使用されてもよい。図2で示され
ているように、送信され受信された光通信信号は偏波ビームスプリッタ54、偏波
変化装置56、微細指向ミラー62、望遠鏡64、ジンバル操縦ミラー66を含む光路に
沿って両者に共通の複数の光学素子を通過して伝播する。この結果として価格、
複雑性、重量が減少される。このように、本発明は送信信号と受信信号間の所望
の分離を実現するためにデュアル波長方法を使用するが、2つのビームが共通の
出力と指向光学系を共有できるようにこれらを分離するために偏波ベースのスイ
ッチング(基本的に波長と独立している)を使用する。これは1組の偏波素子が
1550ナノメートル近くの波長の10乃至20ナノメートル範囲にわたって適
切に機能することによって可能である。これは送信ビームと受信ビームが波長を
切換えたとき、即ち通信端末がタイプ“A”からタイプ“B”へ再構成されると
き任意のビーム操縦素子を交換する必要性を除去する。このようにして、一度偏
波ビームスプリッタが整列されると、これは動作波長の異なる選択肢に適合する
ために動かされる必要はない。再度位置付けられてもよい光素子はビーム操縦に
悪影響せず整列に関して比較的大きい許容度を有する素子だけである。したがっ
て、反復された交換動作中に整列を維持するために非常に正確な機械的運動に依
存するのではなく、最終的な組立てと試験中に一度だけ慎重な調節と整列が行わ
れる必要がある。Various other beam steering optics may be used for acquisition, tracking, communication alignment purposes, such as fine pointing mirror 62, telescope 64, gimbal steering mirror 66. As shown in FIG. 2, the transmitted and received optical communication signals are transmitted along the optical path including the polarization beam splitter 54, the polarization changing device 56, the fine directional mirror 62, the telescope 64, and the gimbal steering mirror 66. Propagate through a plurality of common optical elements. Price as a result of this,
Complexity, weight is reduced. Thus, the present invention uses the dual wavelength method to achieve the desired separation between the transmitted and received signals, but separates them so that the two beams can share a common output and directional optics. To use polarization-based switching (which is essentially wavelength independent). This is possible because a set of polarisers works well over the 10-20 nanometer range for wavelengths near 1550 nanometers. This eliminates the need to replace any beam steering elements when the transmit and receive beams switch wavelengths, i.e. when the communication terminal is reconfigured from type "A" to type "B". In this way, once the polarization beam splitter is aligned, it need not be moved to accommodate different choices of operating wavelengths. The only optical elements that may be repositioned are those elements that do not adversely affect beam steering and have a relatively large tolerance for alignment. Therefore, rather than relying on very precise mechanical movements to maintain alignment during repeated exchange operations, careful adjustment and alignment need only be done once during final assembly and testing. .
【0034】
図3を参照すると、本発明にしたがった光通信方法を示したフローチャート
が示されている。当業者はフローチャートにより表された機能またはステップが
必ずしも順次連続して実行されず、1以上の機能またはステップが同時にまたは
実質上同時に実行されてもよいことを認識するであろう。ブロック80は第1の波
長(λ1 )と第1の偏波(P1 )の送信された光通信信号と、第2の波長(λ2
)と第2の偏波(P2 )の受信された光通信信号を表している。好ましくは、送
信された信号と受信された信号は通信端末内の光路に沿って伝播し、両者に共通
の少なくとも1つの光素子を通過する。また好ましくは第1の波長および第2の
波長は特定の通信端末内の送信された光通信信号と受信された光通信信号との間
に予め定められた分離レベルを与えるように選択される。ブロック82により表さ
れているように、送信された信号と受信された信号は第1および第2の偏波に基
づいて分離されるが、第1および第2の波長と実質的に独立している。前述した
ように、これは偏波変化装置と関連して問題の波長にわたって適切な性能特性で
偏波ビームスプリッタを使用して実現される。Referring to FIG. 3, there is shown a flowchart illustrating an optical communication method according to the present invention. Those of ordinary skill in the art will recognize that the functions or steps represented by the flowcharts are not necessarily performed sequentially, one or more functions or steps may be performed simultaneously or substantially simultaneously. The block 80 receives the transmitted optical communication signal of the first wavelength (λ 1 ) and the first polarization (P 1 ), and receives the second wavelength (λ 2 ) and the second polarization (P 2 ). 2 represents the optical communication signal that has been generated. Preferably, the transmitted signal and the received signal propagate along an optical path in the communication terminal and pass through at least one optical element common to both. Also preferably, the first wavelength and the second wavelength are selected to provide a predetermined isolation level between the transmitted and received optical communication signals within a particular communication terminal. As represented by block 82, the transmitted and received signals are separated based on the first and second polarizations, but substantially independently of the first and second wavelengths. There is. As mentioned above, this is accomplished using a polarization beam splitter with appropriate performance characteristics over the wavelength of interest in connection with a polarization changing device.
【0035】
ブロック84は光通信信号が第2の波長と第2の偏波で送信され、第1の波長
と第1の偏波で受信されるように第1の波長および偏波と第2の波長および偏波
を交換することによって通信端末を選択的に再構成するステップを表している。
図2を参照して説明したように、図3のブロック80はブロック86により表されて
いるように第1の波長と第1の線形偏波を有する信号の発生を含んでもよい。図
2で示されている例では、(発生されたビームと検出されたビームに対応する)
第1および第2の線形偏波は直交線形偏波であるが、(送信されたビームと受信
されたビームに対応する)第1および第2の偏波は直交円偏波である。このよう
に、偏波はブロック88により表されているように第1の線形偏波から選択された
第1または第2の(円)偏波の1つへ変化される。同様に、受信された信号の偏
波はブロック90により表されているように第1または第2の(円)偏波から第2
の線形偏波へ変化される。前述したように、使用される特定の偏波変化装置に応
じて、偏波の“変化”は線形偏波から円偏波への変化ならびに線形偏波の回転を
含んでもよい。このように、テキストと図面の線形および円偏波の参照は本発明
の技術的範囲を限定するものではなく説明を明瞭にすることを意図するものであ
る。The block 84 includes a first wavelength and a second polarization so that the optical communication signal is transmitted at the second wavelength and the second polarization and is received at the first wavelength and the first polarization. Represents the step of selectively reconfiguring the communication terminal by exchanging the wavelengths and polarizations of the.
As described with reference to FIG. 2, block 80 of FIG. 3 may include generation of a signal having a first wavelength and a first linear polarization as represented by block 86. In the example shown in FIG. 2, (corresponding to the generated and detected beams)
The first and second linear polarizations are orthogonal linear polarizations, while the first and second polarizations (corresponding to transmitted and received beams) are orthogonal circular polarizations. Thus, the polarization is changed from the first linear polarization to one of the first or second (circular) polarizations selected, as represented by block 88. Similarly, the polarization of the received signal is from the first or second (circular) polarization to the second polarization as represented by block 90.
Is changed to the linear polarization of. As mentioned above, depending on the particular polarization changing device used, a "change" of polarization may include a change from linear polarization to circular polarization as well as rotation of the linear polarization. Thus, references to linear and circular polarization in the text and drawings are intended to clarify the description rather than limit the scope of the invention.
【0036】
光通信端末は送信偏波および波長と受信偏波および波長を交換することによ
って選択的に再構成されることができる。送信および受信偏波はブロック94によ
り表されているように波長板の回転により変化されてもよい。その代わりに、こ
のステップは適切な電子光学結晶に与えられる電圧を変更することにより実行さ
れてもよい。(発生されたビームと検出されたビームにそれぞれ対応する)送信
波長および受信波長は送信機を同調することによって、または受信機内の適切な
帯域通過フィルタの選択と関連して送信機内の別のソースを選択することによっ
て交換されてもよい。The optical communication terminal can be selectively reconfigured by exchanging the transmission polarization and wavelength and the reception polarization and wavelength. The transmit and receive polarizations may be changed by rotating the wave plate, as represented by block 94. Alternatively, this step may be performed by changing the voltage applied to the appropriate electro-optic crystal. The transmit and receive wavelengths (corresponding to generated and detected beams, respectively) can be adjusted by tuning the transmitter or by another source in the transmitter in connection with the selection of an appropriate bandpass filter in the receiver. May be exchanged by selecting.
【0037】
本発明を実施するために考慮された最良のモードを詳細に説明したが、本発
明が関連している当業者は特許請求の範囲に規定されている本発明を実施するた
めに種々の代わりの設計および実施形態を認識するであろう。Although the best mode considered for carrying out the invention has been described in detail, those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate various implementations of the invention as defined in the claims. Will recognize alternative designs and embodiments.
【図1】 本発明にしたがった光衛星通信システムのブロック図。[Figure 1] FIG. 3 is a block diagram of an optical satellite communication system according to the present invention.
【図2】 本発明にしたがった光通信端末の部分的なブロック図。[Fig. 2] FIG. 3 is a partial block diagram of an optical communication terminal according to the present invention.
【図3】 本発明にしたがった衛星間光通信方法を示したフローチャート。[Figure 3] 6 is a flowchart showing an inter-satellite optical communication method according to the present invention.
Claims (8)
する送信機(40)と、 第2の偏波と第2の波長とを有する入来する光信号を受信する受信機(48)と、 第1の偏波と第1または第2の波長を有する光信号を送信機(40)から導き、第
2の偏波と第1または第2の波長を有する光信号を受信機(48)へまたは受信機か
ら導くように動作する偏波ビームスプリッタ(56)と、 通過する光信号の偏波を変化するように動作し、出力信号偏波が第3の偏波へ
変化される第1の状態と、出力信号偏波が第4の偏波へ変化される少なくとも第
2の状態のうちの1つを選択するためコマンド信号に応答する再構成可能な偏波
変化装置(56)とを具備している光通信端末。1. A transmitter (40) for generating an output optical signal having a first polarization and a first wavelength, and an incoming light having a second polarization and a second wavelength. A receiver (48) for receiving a signal, an optical signal having a first polarization and a first or second wavelength is guided from the transmitter (40), and a second polarization and a first or second wavelength are received. A polarization beam splitter (56) that operates to guide an optical signal to or from the receiver (48), and that operates to change the polarization of the optical signal that passes through, and the output signal polarization is Reconfigurable in response to a command signal to select one of a first state that is changed to three polarizations and at least a second state that the output signal polarization is changed to a fourth polarization Optical communication terminal equipped with a simple polarization changing device (56).
および第4の偏波は円偏波である請求項1記載の端末。2. The first and second polarizations are linear polarizations perpendicular to each other, and the third polarization
The terminal according to claim 1, wherein the fourth polarized wave is a circular polarized wave.
項1または2記載の端末。3. The terminal according to claim 1, wherein the reconfigurable polarization changing device (56) comprises a wave plate.
長板を回転させるための位置設定モータ(60)をさらに具備している請求項3記載
の端末。4. The terminal according to claim 3, wherein the reconfigurable polarization changing device (56) further comprises a position setting motor (60) for rotating the wave plate in response to a command signal.
る請求項1または2記載の端末。5. The terminal according to claim 1, wherein the reconfigurable polarization changing device (56) comprises an electro-optic crystal.
る請求項1記載の端末。6. The terminal according to claim 1, wherein the reconfigurable polarization changing device (56) comprises a polarization rotator.
。7. The terminal according to claim 6, wherein the polarization rotator is a passive polarization rotator.
タ(54)と別の衛星間で共通の通路に沿って導くための共通の指向光学系(54 、62
、66) および望遠鏡(64)をさらに具備している請求項1乃至7のいずれか1項記
載の端末。8. A common pointing optical system (54, 62) for guiding a transmitted optical signal and a received optical signal along a common path between a polarization beam splitter (54) and another satellite.
, 66) and a telescope (64).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US1999/023708 WO2001028137A1 (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Reconfigurable laser communications terminal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003511965A true JP2003511965A (en) | 2003-03-25 |
Family
ID=22273789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001530241A Pending JP2003511965A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Reconfigurable laser communication terminal |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1135876A1 (en) |
JP (1) | JP2003511965A (en) |
CA (1) | CA2353640A1 (en) |
WO (1) | WO2001028137A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006191612A (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical transceiver and passive optical network using the same |
JP2009504095A (en) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ, インコーポレイテッド | Communication transceiver architecture |
JP2015526978A (en) * | 2012-07-13 | 2015-09-10 | レイセオン カンパニー | High-bandwidth optical communication relay payload |
JP2017017701A (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Free space optical communication network including multiplexed bent-pipe channel |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005000937A1 (en) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | System for bidirectional optical full duplex free space data transmission |
US9723386B1 (en) | 2014-05-05 | 2017-08-01 | Google Inc. | Communication device |
US10243654B1 (en) | 2018-03-30 | 2019-03-26 | Raytheon Company | Electronically steered inter-satellite optical communication system and methods |
WO2021159204A1 (en) * | 2020-02-11 | 2021-08-19 | Reflex Photonics Inc. | Methods, devices, and architectures for inter-spacecraft optical communication |
US11929785B2 (en) | 2022-04-08 | 2024-03-12 | Honeywell Limited Honeywell Limitée | Tunable and polarization insensitive optical communication system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04269725A (en) * | 1990-12-03 | 1992-09-25 | Raytheon Co | Two-dimensional-phased-array-optical-beam directing apparatus |
JPH0656980B2 (en) * | 1989-03-17 | 1994-07-27 | 富山工業高等専門学校長 | Polarization control device |
JPH08503789A (en) * | 1993-09-24 | 1996-04-23 | ニコラエビチ フェドロフ,スフヤトスラフ | Optical visual device |
US5923452A (en) * | 1995-02-28 | 1999-07-13 | Mitre Corporation, The | Laser satellite communication system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5347387A (en) * | 1992-03-24 | 1994-09-13 | Rice Robert C | Self-aligning optical transceiver |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP2001530241A patent/JP2003511965A/en active Pending
- 1999-10-08 WO PCT/US1999/023708 patent/WO2001028137A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-10-08 CA CA002353640A patent/CA2353640A1/en not_active Abandoned
- 1999-10-08 EP EP99971229A patent/EP1135876A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0656980B2 (en) * | 1989-03-17 | 1994-07-27 | 富山工業高等専門学校長 | Polarization control device |
JPH04269725A (en) * | 1990-12-03 | 1992-09-25 | Raytheon Co | Two-dimensional-phased-array-optical-beam directing apparatus |
JPH08503789A (en) * | 1993-09-24 | 1996-04-23 | ニコラエビチ フェドロフ,スフヤトスラフ | Optical visual device |
US5923452A (en) * | 1995-02-28 | 1999-07-13 | Mitre Corporation, The | Laser satellite communication system |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006191612A (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical transceiver and passive optical network using the same |
JP2009504095A (en) * | 2005-08-02 | 2009-01-29 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ, インコーポレイテッド | Communication transceiver architecture |
JP2015526978A (en) * | 2012-07-13 | 2015-09-10 | レイセオン カンパニー | High-bandwidth optical communication relay payload |
JP2017017701A (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Free space optical communication network including multiplexed bent-pipe channel |
JP7034579B2 (en) | 2015-07-06 | 2022-03-14 | ザ・ボーイング・カンパニー | Free-space optical communication network with multiplexed vent pipe channels |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001028137A1 (en) | 2001-04-19 |
EP1135876A1 (en) | 2001-09-26 |
CA2353640A1 (en) | 2001-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6327063B1 (en) | Reconfigurable laser communications terminal | |
US7587141B2 (en) | Communication transceiver architecture | |
US5659413A (en) | Laser satellite communication system | |
US7627251B2 (en) | Wavelength division and polarization division multiple access free space optical terminal using a single aperture | |
US7414728B2 (en) | Reconfigurable polarization independent interferometers and methods of stabilization | |
US7277641B1 (en) | Multiple access space communications optical system using a common telescope aperture | |
WO1996027247A9 (en) | Laser satellite communication system | |
US10637572B1 (en) | Full duplex laser communication terminal architecture with reconfigurable wavelengths | |
US4933928A (en) | Optical communications apparatus for sending optical transmissions to a plurality of remote stations | |
JP2003511965A (en) | Reconfigurable laser communication terminal | |
US4588262A (en) | Multi-laser switch | |
EP4258571A1 (en) | Tunable and polarization insensitive optical communication system | |
CA2325114C (en) | Method and arrangement for establishing a connection between satellites | |
US11409099B2 (en) | Optical apparatus | |
US11750286B2 (en) | Laser communication apparatus and associated methods | |
US11929783B2 (en) | Monostatic optical terminal supporting multiple independent transmit and receive channels | |
US11546062B1 (en) | Wavelength-selectable free-space optical communication | |
US11115734B1 (en) | Spatial transmit/receive isolation apparatus and method for optical communication systems | |
Carlson et al. | Monolithic glass block lasercom terminal: hardware proof of concept and test results | |
Carlson et al. | An advanced lasercom terminal for intersatellite crosslinks | |
Gatenby et al. | Design options for an optical multiple-access data relay terminal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |