JP3123520B2 - Method and apparatus for detecting captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communication - Google Patents
Method and apparatus for detecting captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communicationInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は衛星間光通信装置に
関し，特に相手局衛星から自局衛星へ到来するレーザビ
ームを追尾するための誤差信号を検出する衛星間光通信
用捕捉レーザビーム追尾誤差検出方法および装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inter-satellite optical communication apparatus, and more particularly to an inter-satellite optical communication tracking laser beam tracking error for detecting an error signal for tracking a laser beam arriving from a partner station satellite to its own station satellite. The present invention relates to a detection method and device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の装置としては、特開平２
−２６８０３４号公報に示されたレーザビーム追尾誤差
検出方式がある。この方式は図５に示すように、、相手
局衛星からの到来レーザビームを２次元センサ１５面上
に照射するとともに、このレーザビームと波長が一致し
偏波方向が時計回り、および反時計回りにそれぞれ約４
５度の角度をなす二つのレーザビームを２次元センサ１
５面上に重畳させることにより、井桁状の干渉縞を形成
し、これらの干渉縞の間隔から誤差信号を得るものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, this type of apparatus has been disclosed in
There is a laser beam tracking error detection method disclosed in Japanese Patent Application No. 268034. In this method, as shown in FIG. 5, a laser beam arriving from a partner station satellite is irradiated onto the surface of the two-dimensional sensor 15, and the wavelength of the laser beam coincides with that of the laser beam. About 4 each
Two-dimensional sensor 1 for two laser beams forming an angle of 5 degrees
By superimposing the interference fringes on five surfaces, a grid-like interference fringe is formed, and an error signal is obtained from the interval between these interference fringes.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
ビーム追尾誤差検出方式は、干渉縞を形成するのに別々
の発信源からの二つのレーザビームを参照レーザ光とし
て使用しているため、両者の光路長のわずかな差や二つ
の発信源の温度差による波長の差が干渉縞に大きく影響
を与え、検出誤差が大きくなるという欠点があった。In the conventional laser beam tracking error detection method described above, two laser beams from different sources are used as reference laser beams to form interference fringes. However, there is a disadvantage that a slight difference in the optical path length and a wavelength difference due to a temperature difference between the two transmission sources greatly affect the interference fringes, and the detection error increases.
【０００４】本発明の目的は、複数の発信源からのレー
ザビームの光路長や温度の差により特性変動を生ずるこ
とがない衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出
方法および装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting a captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communication, in which characteristics do not fluctuate due to differences in optical path lengths and temperatures of laser beams from a plurality of sources. It is.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の衛星間光通信用
捕捉レーザビーム追尾誤差検出方法は、通信相手方より
到来する衛星間光通信用捕捉レーザビームを集光して２
次元センサ上に導く段階と、レーザ光源より参照レーザ
ビームを生成させ、該参照レーザビームを２次元センサ
上に導く段階と、捕捉レーザビームおよび参照レーザビ
ームのいずれか一方を２次元センサに到る途中でホログ
ラムフィルタにより位相変調させる段階と、２次元セン
サ上に到達した捕捉レーザビームと参照レーザビームの
位相差により生ずる干渉縞を検出する段階と、、 検出
された干渉縞に基づいて捕捉レーザビームの到来方向の
誤差を検出する段階とを有する。According to the present invention, there is provided a method for detecting a tracking error of a captured laser beam for inter-satellite optical communication, the method comprising: condensing a captured laser beam for inter-satellite optical communication coming from a communication partner;
Directing a reference laser beam from a laser light source and directing the reference laser beam onto a two-dimensional sensor; and directing one of the captured laser beam and the reference laser beam to the two-dimensional sensor. Phase modulating the hologram filter on the way, detecting an interference fringe caused by a phase difference between the captured laser beam reaching the two-dimensional sensor and the reference laser beam, and capturing the laser beam based on the detected interference fringe. Detecting an error in the direction of arrival of.
【０００６】干渉縞を検出する段階は、検出された干渉
縞のパターンを示す信号を生成する段階を含み、捕捉レ
ーザビームの到来方向の誤差を検出する段階は、信号が
示す干渉縞のパターンにより捕捉レーザビームの到来方
向の誤差を検出してもよい。The step of detecting an interference fringe includes generating a signal indicating a pattern of the detected interference fringe, and the step of detecting an error in the direction of arrival of the captured laser beam includes the step of detecting an error in the direction of the interference fringe indicated by the signal. An error in the direction of arrival of the captured laser beam may be detected.
【０００７】レーザビームを２次元センサに到る途中で
ホログラムフィルタにより位相変調させる段階は、捕捉
レーザビームを位相変調させてもよい。In the step of phase-modulating the laser beam with the hologram filter on the way to the two-dimensional sensor, the captured laser beam may be phase-modulated.
【０００８】レーザビームを２次元センサに到る途中で
ホログラムフィルタにより位相変調させる段階は、参照
レーザビームを位相変調させてもよい。In the step of phase-modulating the laser beam by the hologram filter on the way to the two-dimensional sensor, the reference laser beam may be phase-modulated.
【０００９】本発明の衛星間光通信用捕捉レーザビーム
追尾誤差検出装置は、通信相手方より到来する衛星間光
通信用レーザビーム、すなわち捕捉レーザビームを集光
する光アンテナと、２次元センサと、光アンテナにより
集光された捕捉レーザビームを反射して２次元センサに
導くミラー部と、参照レーザビームを生成して２次元セ
ンサに入射させるレーザ光源と、光アンテナと２次元セ
ンサとの間の捕捉レーザビームの光路の途中またはレー
ザ光源と２次元センサとの間の参照レーザビームの光路
の途中に設置され、通過するレーザビームを位相変調す
るホログラムフィルタと、捕捉レーザビームおよび参照
レーザビームのいずれか一方が位相変調されたことによ
り生ずる干渉縞を検出して２次元センサが出力する干渉
縞のパターンを示す信号を処理し捕捉レーザビームの到
来方向の誤差を算出する信号処理部とを有する。An apparatus for tracking error detection of a captured laser beam for inter-satellite optical communication according to the present invention includes a laser beam for inter-satellite optical communication coming from a communication partner, that is, an optical antenna for condensing a captured laser beam, a two-dimensional sensor, A mirror unit that reflects the captured laser beam condensed by the optical antenna and guides the captured laser beam to the two-dimensional sensor; a laser light source that generates a reference laser beam and makes the two-dimensional sensor incident on the mirror unit; A hologram filter that is installed in the optical path of the captured laser beam or in the optical path of the reference laser beam between the laser light source and the two-dimensional sensor and that modulates the phase of the passing laser beam; An interference fringe pattern generated by the two-dimensional sensor is detected by detecting an interference fringe caused by phase modulation of one of them. And a signal processing unit for processing the signal calculate the error of the arrival direction of the captured laser beam.
【００１０】ホログラムフィルタが捕捉レーザビームの
光路の途中に設置されてもよい。[0010] A hologram filter may be provided in the optical path of the captured laser beam.
【００１１】ホログラムフィルタが参照レーザビームの
光路の途中に設置されてもよい。[0011] The hologram filter may be provided in the optical path of the reference laser beam.
【００１２】信号処理部は捕捉レーザビームの到来方向
の誤差を取り除くための制御信号を出力し、制御信号を
受けて捕捉レーザビームの到来方向の誤差を取り除くよ
うにミラー部を駆動する駆動装置をさらに有してもよ
い。The signal processing unit outputs a control signal for removing an error in the direction of arrival of the captured laser beam, and receives a control signal and drives a mirror unit that drives the mirror unit to remove the error in the direction of arrival of the captured laser beam. It may further have.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１４】図１は本発明の衛星間光通信用捕捉レーザ
ビーム追尾誤差検出方法の第１実施形態のフローチャー
トを示している。FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment of a method for detecting a tracking error of a captured laser beam for inter-satellite optical communication according to the present invention.
【００１５】第１実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザ
ビーム追尾誤差検出方法は、先ず、通信相手方より到来
する衛星間光通信用捕捉レーザビームを集光して２次元
センサ上に導く（ステップＳ１）。次に、レーザ光源よ
り参照レーザビームを生成させ、参照レーザビームを２
次元センサ上に導く（ステップＳ２）。つづいて、捕捉
レーザビームおよび参照レーザビームのいずれか一方を
２次元センサに到る途中でホログラムフィルタにより位
相変調させる（ステップＳ３）。このとき、後述する図
３の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出装置
におけるように、捕捉レーザビームを位相変調させても
よいし、また図４の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追
尾誤差検出装置におけるように、参照レーザビームを位
相変調させてもよい。つづいて、２次元センサ上に到達
した捕捉レーザビームと参照レーザビームの位相差によ
り生ずる干渉縞を検出する（ステップＳ ４）。つづい
て、検出された干渉縞に基づいて捕捉レーザビームの到
来方向の誤差を検出する（ステップＳ ５）。In the method of detecting a tracking error of a captured laser beam for inter-satellite optical communication according to the first embodiment, first, a captured laser beam for inter-satellite optical communication arriving from a communication partner is condensed and guided onto a two-dimensional sensor (step). S1). Next, a reference laser beam is generated from the laser light source, and the reference laser beam is
It leads on a dimensional sensor (step S2). Subsequently, one of the captured laser beam and the reference laser beam is phase-modulated by the hologram filter on the way to the two-dimensional sensor (step S3). At this time, the captured laser beam may be phase-modulated as in an inter-satellite optical communication trapping laser beam tracking error detecting device shown in FIG. As in the detection device, the reference laser beam may be phase modulated. Subsequently, interference fringes generated by the phase difference between the captured laser beam and the reference laser beam that have reached the two-dimensional sensor are detected (step S4). Subsequently, an error in the arrival direction of the captured laser beam is detected based on the detected interference fringes (step S5).
【００１６】本実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザビ
ーム追尾誤差検出方法は、干渉縞を形成するのに１つの
発信源からのレーザビームを参照レーザ光として使用し
ているため、複数の発信源からのレーザビームのように
光路長のわずかな差や発信源の温度差に基づく波長の差
による検出誤差を生ずることがない。In the method of detecting a captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communication according to the present embodiment, a laser beam from one transmission source is used as a reference laser beam to form interference fringes. Unlike a laser beam from a source, a detection error does not occur due to a slight difference in optical path length or a wavelength difference based on a temperature difference of a transmission source.
【００１７】また、ホログラムフィルタにより参照レー
ザ光を位相変調するので、、到来する捕捉レーザビーム
の誤差により生ずる干渉縞パターンを大きくすることが
可能となり、誤差検出精度が上がり、かつ、誤差検出系
を簡素化することができる。Further, since the reference laser beam is phase-modulated by the hologram filter, it is possible to increase the interference fringe pattern caused by the error of the arriving captured laser beam, thereby increasing the error detection accuracy and improving the error detection system. It can be simplified.
【００１８】ホログラムフィルタを用いなくとも２次元
センサ上に干渉縞が生じるが、干渉縞パターンが細かく
なるため、誤差検出精度を上げることが困難である。Although interference fringes are generated on the two-dimensional sensor without using a hologram filter, it is difficult to increase the error detection accuracy because the interference fringe pattern becomes fine.
【００１９】図２は、本発明の衛星間光通信用捕捉レー
ザビーム追尾誤差検出方法の第２実施形態のフローチャ
ートを示している。FIG. 2 shows a flowchart of a second embodiment of the method for detecting a captured laser beam tracking error for optical communication between satellites according to the present invention.
【００２０】第２実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザ
ビーム追尾誤差検出方法は、ステップＳ１１からＳ１３
までは図１のステップＳ１からＳ３までと同様である
が、図１のステップＳ４に代わってステップＳ１４とＳ
１５が用いられる。すなわち、２次元センサ上に到達し
た捕捉レーザビームと参照レーザビームの位相差により
生ずる干渉縞を検出し（ステップＳ１４）、検出された
干渉縞のパターンを示す信号を生成する（ステップＳ１
５）。つづいて、生成された信号が示す干渉縞のパター
ンにより捕捉レーザビームの到来方向の誤差を検出する
（ステップＳ１６）。ステップＳ１３では、図１の場合
と同様に、ホログラムフィルタにより位相変調させると
き、捕捉レーザビームを位相変調させてもよいし、ま
た、参照レーザビームを位相変調させてもよい。The method for detecting a tracking error of a captured laser beam for inter-satellite optical communication according to the second embodiment includes steps S11 to S13.
1 are the same as steps S1 to S3 in FIG. 1, but steps S14 and S3 are performed in place of step S4 in FIG.
15 is used. That is, an interference fringe caused by a phase difference between the captured laser beam and the reference laser beam that has reached the two-dimensional sensor is detected (step S14), and a signal indicating the detected interference fringe pattern is generated (step S1).
5). Subsequently, an error in the arrival direction of the captured laser beam is detected based on the pattern of interference fringes indicated by the generated signal (step S16). In step S13, as in the case of FIG. 1, when the phase is modulated by the hologram filter, the captured laser beam may be phase-modulated, or the reference laser beam may be phase-modulated.
【００２１】本実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザビ
ーム追尾誤差検出方法は、第１実施形態の場合と同様の
効果があり、複数の発信源からのレーザビームのように
光路長のわずかな差や発信源の温度差に基づく波長の差
による検出誤差を生ずることがない。The method for detecting a tracking error of a captured laser beam for inter-satellite optical communication according to the present embodiment has the same effect as that of the first embodiment, and has a small optical path length like laser beams from a plurality of transmission sources. There is no detection error caused by a difference in wavelength based on the difference or the temperature difference between the transmission sources.
【００２２】図３は、本発明の衛星間光通信用捕捉レー
ザビーム追尾誤差検出装置の第１実施形態のブロック図
を示している。FIG. 3 is a block diagram of a first embodiment of a captured laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication according to the present invention.
【００２３】第１実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザ
ビーム追尾誤差検出装置には図２の衛星間光通信用捕捉
レーザビーム追尾誤差検出方法が適用されている。The captured laser beam tracking error detecting method for inter-satellite optical communication shown in FIG. 2 is applied to the captured laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication of the first embodiment.
【００２４】図３を参照すると、該装置は通信相手方よ
り到来する衛星間光通信用の捕捉レーザビーム１０１を
集光する光アンテナ１０５と、この集光された捕捉レー
ザビーム１０１を導くミラー１０６、ミラー１０８、ハ
ーフミラー１０９を有している。また、参照レーザビー
ム１００を生成するために、捕捉レーザビーム１０１と
同一波長のレーザビームを発振するレーザ光源１１１
と、参照レーザビーム１００を位相変調するためのホロ
グラムフィルタ１１２が設けられている。Referring to FIG. 3, the apparatus comprises an optical antenna 105 for converging a captured laser beam 101 for inter-satellite optical communication coming from a communication partner, a mirror 106 for guiding the collected laser beam 101, It has a mirror 108 and a half mirror 109. Further, in order to generate the reference laser beam 100, a laser light source 111 which oscillates a laser beam having the same wavelength as the captured laser beam 101 is used.
And a hologram filter 112 for modulating the phase of the reference laser beam 100.
【００２５】また、ハーフミラー１０９で反射される捕
捉レーザビーム１０１とハーフミラー１０９を通過しく
る参照レーザ光１００の干渉縞の生成と検出を行うため
の２次元センサ１１３、検出された干渉縞の信号を処理
し、追尾誤差を計算し、誤差を取り除くための駆動制御
信号１０２を発生する信号処理部１０４、および駆動制
御信号１０２を受けてミラー１０６を駆動するミラー制
御駆動装置１０７を有する。Further, a two-dimensional sensor 113 for generating and detecting interference fringes of the captured laser beam 101 reflected by the half mirror 109 and the reference laser beam 100 passing through the half mirror 109, It has a signal processing unit 104 that processes a signal, calculates a tracking error, and generates a driving control signal 102 for removing the error, and a mirror control driving device 107 that receives the driving control signal 102 and drives the mirror 106.
【００２６】次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【００２７】通信相手方より到来する衛星間光通信用の
捕捉レーザビーム１０１は光アンテナ１０５により集光
され、ミラー１０６、ミラー１０８、ハーフミラー１０
９を経由し２次元センサ１１３に導かれる。一方、レー
ザ光源１１１から捕捉レーザビームと同一波長のレーザ
ビームが送出され、ホログラムフィルタ１２にて位相変
調される。その後ハーフミラー１０９を通過し、参照レ
ーザビーム１００として２次元センサ１１３に到達す
る。A captured laser beam 101 for optical communication between satellites arriving from a communication partner is condensed by an optical antenna 105, and a mirror 106, a mirror 108, a half mirror 10
9 to the two-dimensional sensor 113. On the other hand, a laser beam having the same wavelength as the captured laser beam is transmitted from the laser light source 111 and phase-modulated by the hologram filter 12. After that, the light passes through the half mirror 109 and reaches the two-dimensional sensor 113 as the reference laser beam 100.
【００２８】２次元センサ１１３に到達した捕捉レーザ
ビーム１０１と参照レーザビーム１００は、２次元セン
サ１１３上にて、その位相差から干渉縞を生ずる。この
干渉縞を２次元センサ１１３で検出し、検出信号１０３
として信号処理部１０４に入力される。信号処理部１０
４にて検出信号１０３による干渉縞のパターンが処理さ
れ、基準パターンとの差異を抽出して、捕捉レーザビー
ム１０１の到来方向の誤差が計算される。The captured laser beam 101 and the reference laser beam 100 arriving at the two-dimensional sensor 113 generate interference fringes on the two-dimensional sensor 113 from the phase difference. This interference fringe is detected by the two-dimensional sensor 113 and a detection signal 103
Is input to the signal processing unit 104. Signal processing unit 10
In step 4, the pattern of the interference fringes based on the detection signal 103 is processed, the difference from the reference pattern is extracted, and the error in the arrival direction of the captured laser beam 101 is calculated.
【００２９】信号処理部４では、計算された誤差をもと
に捕捉レーザビーム１０１を導くミラー１０６に対して
捕捉レーザビーム１０１の誤差が少なくなる方向に駆動
するための駆動制御信号１０２を生成し、それをミラー
制御駆動回路１０７に送る。ミラー制御駆動回路１０７
は、駆動制御信号１０２に基づきミラー１０６を駆動制
御する。これにより、衛星間光通信の相手方の精密な追
尾が行われる。The signal processing section 4 generates a drive control signal 102 for driving the mirror 106 for guiding the captured laser beam 101 in a direction in which the error of the captured laser beam 101 is reduced based on the calculated error. Is sent to the mirror control drive circuit 107. Mirror control drive circuit 107
Drives and controls the mirror 106 based on the drive control signal 102. Thus, precise tracking of the other party in the inter-satellite optical communication is performed.
【００３０】図４は、本発明の衛星間光通信用捕捉レー
ザビーム追尾誤差検出装置の第２実施形態のブロック図
を示している。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the captured laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication according to the present invention.
【００３１】第２実施形態の衛星間光通信用捕捉レーザ
ビーム追尾誤差検出装置には第１実施形態と同様に、図
２の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出方法
が適用されているが、第１実施形態では参照レーザビー
ムを位相変調させるのに対し捕捉レーザビームを位相変
調させる。すなわち、図４に示すように、ミラー１０８
とハーフミラー１０９の間の捕捉レーザビーム１０１の
光路の途中にホログラムフィルタ２１２が設けられてい
て、その他は図３と同様である。ホログラムフィルタ２
１２は捕捉レーザビーム１０１と参照レーザビーム１０
１に適切な位相差を与え、２次元センサ１１３上での干
渉縞検出精度を上げるために設けたものであり、参照レ
ーザビーム１００を位相変調するのではなく、捕捉レー
ザビーム１０１を位相変調し、位相変調されていない参
照レーザビーム１００との干渉をとっても等価的に同じ
効果が得られる。よって、ホログラムフィルタ２１２は
図４に示すようにミラー１０６を通過後の捕捉レーザビ
ーム１０１の光路途中に挿入することで同じ効果が得ら
れる。The captured laser beam tracking error detection method for inter-satellite optical communication shown in FIG. 2 is applied to the inter-satellite optical communication captured laser beam tracking error detecting device of the second embodiment, as in the first embodiment. However, in the first embodiment, the reference laser beam is phase-modulated, whereas the capture laser beam is phase-modulated. That is, as shown in FIG.
A hologram filter 212 is provided in the optical path of the captured laser beam 101 between the hologram filter 109 and the half mirror 109, and the rest is the same as FIG. Hologram filter 2
12 is a capture laser beam 101 and a reference laser beam 10
1 is provided to give an appropriate phase difference to increase the accuracy of detecting interference fringes on the two-dimensional sensor 113. Instead of modulating the phase of the reference laser beam 100, the phase of the captured laser beam 101 is modulated. The same effect can be obtained equivalently even by interference with the reference laser beam 100 that is not phase-modulated. Therefore, the same effect can be obtained by inserting the hologram filter 212 in the optical path of the captured laser beam 101 after passing through the mirror 106 as shown in FIG.
【００３２】第１および第２実施形態の衛星間光通信用
捕捉レーザビーム追尾誤差検出装置では、参照レーザビ
ームとして単一の光源からのレーザビームを用いるの
で、複数の光源からの参照レーザビームを用いることに
よる検出誤差を生ずることがない。In the captured laser beam tracking error detecting apparatus for inter-satellite optical communication of the first and second embodiments, since a laser beam from a single light source is used as a reference laser beam, reference laser beams from a plurality of light sources are used. There is no detection error caused by the use.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、単一の光
源からの参照レーザビームを用い、ホログラムフィルタ
によりレーザビームを位相変調することにより、到来す
る捕捉レーザビームの誤差により生ずる干渉縞パターン
を大きくすることが可能となるうので、誤差検出精度が
上がり、かつ、誤差検出系を簡素化することができ、こ
れに伴い、捕捉レーザビーム用のビームスプリッタを少
なくすることが可能なので、捕捉レーザビームの強度低
下を防げる効果があり、また、、干渉縞を形成させる参
照レーザ光源が単一なので、複数のレーザ発信源を持っ
た場合の光路差や温度差による特性変動が吸収され、検
出誤差を生じないという効果がある。As described above, the present invention uses a reference laser beam from a single light source and modulates the phase of the laser beam with a hologram filter to thereby obtain an interference fringe pattern caused by an error in an incoming captured laser beam. Can be increased, so that the accuracy of error detection can be increased and the error detection system can be simplified.Accordingly, it is possible to reduce the number of beam splitters for the captured laser beam. It has the effect of preventing the intensity of the laser beam from lowering.In addition, since there is only one reference laser light source for forming interference fringes, fluctuations in characteristics due to optical path differences and temperature differences when multiple laser sources are provided are absorbed and detected. There is an effect that no error occurs.
【図１】本発明の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾
誤差検出方法の第１実施形態のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment of a method for detecting a captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communication according to the present invention.
【図２】本発明の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾
誤差検出方法の第実施形態のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a method of detecting a captured laser beam tracking error for inter-satellite optical communication according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾
誤差検出装置の第１実施形態のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a first embodiment of a captured laser beam tracking error detection device for inter-satellite optical communication of the present invention.
【図４】本発明の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾
誤差検出装置の第２実施形態のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of a captured laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication according to the present invention.
【図５】衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出
方式の従来例の説明図であり、(ａ)は同方式のブロック
図、(ｂ)は(ａ)の２次元センサ１５の拡大斜視図であ
る。5A and 5B are explanatory views of a conventional example of a captured laser beam tracking error detection method for intersatellite optical communication, wherein FIG. 5A is a block diagram of the same method, and FIG. 5B is an enlarged perspective view of the two-dimensional sensor 15 of FIG. FIG.
１００ 参照レーザビーム １０１ 捕捉レーザビーム １０２ 駆動制御信号 １０３ 検出信号 １０４ 信号処理部 １０５ 光アンテナ １０６、１０８ ミラー １０７ ミラー制御駆動部 １０９ ハーフミラー １１２，２１２ ホログラムフィルタ１１３ ２次
元センサREFERENCE SIGNS LIST 100 Reference laser beam 101 Capture laser beam 102 Drive control signal 103 Detection signal 104 Signal processing unit 105 Optical antenna 106, 108 Mirror 107 Mirror control drive unit 109 Half mirror 112, 212 Hologram filter 113 Two-dimensional sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/30 G01S 3/78 - 3/789 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/30 G01S 3/78-3/789
Claims (8)
捕捉レーザビームを集光して２次元センサ上に導く段階
と、 レーザ光源より参照レーザビームを生成させ、該参照レ
ーザビームを前記２次元センサ上に導く段階と、 前記捕捉レーザビームおよび参照レーザビームのいずれ
か一方を前記２次元センサに到る途中でホログラムフィ
ルタにより位相変調させる段階と、 前記２次元センサ上に到達した前記捕捉レーザビームと
前記参照レーザビームの位相差により生ずる干渉縞を検
出する段階と、 前記検出された干渉縞に基づいて前記捕捉レーザビーム
の到来方向の誤差を検出する段階とを有する衛星間光通
信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出方法。1. A method for collecting a laser beam for inter-satellite optical communication arriving from a communication partner and guiding the captured laser beam onto a two-dimensional sensor; generating a reference laser beam from a laser light source; Guiding the laser beam onto a sensor; phase-modulating one of the captured laser beam and the reference laser beam by a hologram filter on the way to the two-dimensional sensor; and capturing the captured laser beam reaching the two-dimensional sensor. Detecting an interference fringe caused by a phase difference between the reference laser beam and the reference laser beam; and detecting an error in the arrival direction of the captured laser beam based on the detected interference fringe. Beam tracking error detection method.
干渉縞のパターンを示す信号を生成する段階を含み、 前記捕捉レーザビームの到来方向の誤差を検出する段階
は、前記信号が示す干渉縞のパターンにより前記捕捉レ
ーザビームの到来方向の誤差を検出する請求項１記載の
衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出方法。2. The method according to claim 1, wherein the step of detecting the interference fringes includes the step of generating a signal indicating a pattern of the detected interference fringes. 2. The method according to claim 1, wherein an error in the direction of arrival of the captured laser beam is detected based on a pattern of interference fringes.
る途中でホログラムフィルタにより位相変調させる段階
は、前記捕捉レーザビームを位相変調させる請求項１ま
たは２記載の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差
検出方法。3. The captured laser beam for inter-satellite optical communication according to claim 1, wherein the step of modulating the phase of the laser beam by a hologram filter on the way to the two-dimensional sensor comprises modulating the phase of the captured laser beam. Tracking error detection method.
る途中でホログラムフィルタにより位相変調させる段階
は、前記参照レーザビームを位相変調させる請求項１ま
たは２記載の衛星間光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差
検出方法。4. The captured laser beam for inter-satellite optical communication according to claim 1, wherein the step of phase-modulating the laser beam by the hologram filter on the way to the two-dimensional sensor comprises modulating the phase of the reference laser beam. Tracking error detection method.
ーザビーム、すなわち捕捉レーザビームを集光する光ア
ンテナと、 ２次元センサと、 前記光アンテナにより集光された捕捉レーザビームを反
射して前記２次元センサに導くミラー部と、 参照レーザビームを生成して前記２次元センサに入射さ
せるレーザ光源と、 前記光アンテナと前記２次元センサとの間の捕捉レーザ
ビームの光路の途中または前記レーザ光源と前記２次元
センサとの間の参照レーザビームの光路の途中に設置さ
れ、通過するレーザビームを位相変調するホログラムフ
ィルタと、 前記捕捉レーザビームおよび参照レーザビームのいずれ
か一方が位相変調されたことにより生ずる干渉縞を検出
した前記２次元センサが出力する前記干渉縞のパターン
を示す信号を処理し前記捕捉レーザビームの到来方向の
誤差を算出する信号処理部とを有する衛星間光通信用捕
捉レーザビーム追尾誤差検出装置。5. A laser beam for inter-satellite optical communication coming from a communication partner, that is, an optical antenna for condensing a captured laser beam, a two-dimensional sensor, and a device for reflecting the captured laser beam condensed by the optical antenna. A mirror section for guiding to the two-dimensional sensor; a laser light source for generating a reference laser beam to be incident on the two-dimensional sensor; and an optical path of a captured laser beam between the optical antenna and the two-dimensional sensor or the laser. A hologram filter that is installed in the optical path of the reference laser beam between the light source and the two-dimensional sensor and that modulates the phase of the passing laser beam, and one of the capture laser beam and the reference laser beam is phase-modulated. Processing a signal indicative of the pattern of the interference fringes output from the two-dimensional sensor which has detected the interference fringes caused by the Serial optical communications between satellites captured laser beam tracking error detection device and a signal processing unit for calculating an error in the arrival direction of the captured laser beam.
ビームの光路の途中に設置される請求項５記載の衛星間
光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出装置。6. An apparatus according to claim 5, wherein said hologram filter is provided in the optical path of said captured laser beam.
ビームの光路の途中に設置される請求項５記載の衛星間
光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出装置。7. The tracking laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication according to claim 5, wherein the hologram filter is provided in the optical path of the reference laser beam.
到来方向の誤差を取り除くための制御信号を出力し、 前記制御信号を受けて前記捕捉レーザビームの到来方向
の誤差を取り除くように前記ミラー部を駆動する駆動装
置をさらに有する５ないし７のいずれか１記載の衛星間
光通信用捕捉レーザビーム追尾誤差検出装置。8. The mirror processing means for outputting a control signal for removing an error in the direction of arrival of the captured laser beam, and receiving the control signal to remove the error in the direction of arrival of the captured laser beam. 8. The captured laser beam tracking error detecting device for inter-satellite optical communication according to any one of 5 to 7, further comprising a driving device for driving the unit.
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