空间光复用解复用器及方法技术

本发明专利技术公开了一种空间光复用解复用器及方法，涉及空间光传输器件领域。该空间光复用解复用器包括光束整形单元、相位调制器、半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。本发明专利技术随着信号路数增大，器件成本增加较少。

【技术实现步骤摘要】
空间光复用解复用器及方法
本专利技术涉及空间光传输器件领域，具体是涉及一种空间光复用解复用器及方法。
技术介绍
近年来，由于云计算、大数据、视频业务的快速发展，通信容量需求呈指数上升，光纤通信系统更是朝着高速率、高频谱效率不断发展，在单位路径中传输的光信号越来越多是扩大传输容量最本质的技术手段，波分复用、偏振复用、模分复用、空分复用等复用模式都可以增大传输容量。WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。偏振复用可以在一根光纤中同时传输两路同波长的光信号，从而使光纤的信息传输能力提高一倍。模分复用传输系统是在1根少模光纤中存在D个并行信道，这样就将传输的容量扩展了D倍。由于不同的信道属于不同模式，这样在同等传输容量的条件下，非线性效应的影响要小的多，这样就减小了由于非线性效应导致的信噪比恶化。让同一个频段在不同的空间内得到重复利用，称之为SDM(SpaceDivisionMultiplexing，空分复用)。轨道角动量作为一种新型的空分复用技术，在最近几年开始得到重视和发展。传统的空间光传输的复用/解复用器件需要运用大量的合束器、空间光相位调制器、光束整形单元。例如：两路信号复用，需要运用一个合束器、两个空间光相位调制器、两个光束整形单元；四路信号复用，需要运用三个合束器、四个空间光相位调制器、四个光束整形单元，解复用运用到的子器件也是类推。随着信号路数增大，运用到的子器件数目不断增大，器件成本不断增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种空间光复用解复用器及方法，随着信号路数增大，器件成本增加较少。本专利技术提供一种空间光复用解复用器，包括光束整形单元、相位调制器，该空间光复用解复用器还包括半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。在上述技术方案的基础上，所述空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出射，在出射处合为一处，完成复用。在上述技术方案的基础上，所述空间光复用解复用器作为解复用器使用时，已经复用的多路光信号从反射镜入射到器件中，复用信号经过半透半反镜，相位调制器将复用信号中的多路光源信号一一解析出来，解析出来的多路光信号被分别导入与之对应的光束整形单元中，完成解复用。在上述技术方案的基础上，所述光束整形单元是两个聚焦透镜的组合，使光束扩大。在上述技术方案的基础上，所述相位调制器是相位掩膜板、基于超表面材料的相位器件或者硅基液晶。本专利技术还提供一种基于上述空间光复用解复用器的空间光复用解复用方法，包括以下步骤：输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。在上述技术方案的基础上，该方法还包括以下步骤：所述空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出射，在出射处合为一处，完成复用。在上述技术方案的基础上，该方法还包括以下步骤：所述空间光复用解复用器作为解复用器使用时，已经复用的多路光信号从反射镜入射到器件中，复用信号经过半透半反镜，相位调制器将复用信号中的多路光源信号一一解析出来，解析出来的多路光信号被分别导入与之对应的光束整形单元中，完成解复用。在上述技术方案的基础上，所述光束整形单元是两个聚焦透镜的组合，使光束扩大。在上述技术方案的基础上，所述相位调制器是相位掩膜板、基于超表面材料的相位器件或者硅基液晶。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术中的空间光复用解复用器包括光束整形单元、相位调制器、半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。随着信号路数增大，空间光复用解复用器的成本增加较少。如果要增加复用与解复用的信号数目，只需增加该路信号的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列，操作简单，价格低廉。相比于传统的复用/解复用器件，本专利技术中的空间光复用解复用器具有集成度高、结构简单、成本低廉等优势。附图说明图1是本专利技术实施例中光源阵列通过光束整形单元进入时空间光复用解复用器的结构示意图。图2是本专利技术实施例中空间光复用解复用器的各个横截面处的光束分布示意图。图3是本专利技术实施例中空间光复用解复用器复用时a处的相位分布示意图。图4是本专利技术实施例中光源阵列通过光束整形单元导出时空间光复用解复用器的结构示意图。图5是本专利技术实施例中空间光复用解复用器解复用时a处的相位分布示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1参见图1所示，本专利技术实施例1提供一种空间光复用解复用器，包括光束整形单元、相位调制器、半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元(透镜组合)进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出射，在出射处合为一处，完成复用。空间光复用解复用器作为解复用器使用时，已经复用的多路光信号从反射镜入射到器件中，复用信号经过半透半反镜，相位调制器将复用信号中的多路光源信号一一解析出来，解析出来的多路光信号被分别导入与之对应的光束整形单元中，完成解复用。实施例2在实施例1的基础上，本专利技术实施例2提供一种空间光复用解复用方法，包括以下步骤：输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间光复用解复用器，包括光束整形单元、相位调制器，其特征在于：该空间光复用解复用器还包括半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。

【技术特征摘要】
1.一种空间光复用解复用器，包括光束整形单元、相位调制器，其特征在于：该空间光复用解复用器还包括半透半反镜、反射镜，输入信号光源阵列通过光束整形单元进入或者导出，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，或者将复用信号中的多路光源信号一一解析出来；增加复用与解复用的信号数目时，只需增加该路信号对应的光束整形单元，与原来的输入信号等间距平行排列。2.如权利要求1所述的空间光复用解复用器，其特征在于：所述空间光复用解复用器作为复用器使用时，多路光信号通过光束整形单元进入器件，相位调制器对多路光信号进行轨道角动量调制，经由半透半反镜和反射镜，多个光信号从反射镜出射，在出射处合为一处，完成复用。3.如权利要求1所述的空间光复用解复用器，其特征在于：所述空间光复用解复用器作为解复用器使用时，已经复用的多路光信号从反射镜入射到器件中，复用信号经过半透半反镜，相位调制器将复用信号中的多路光源信号一一解析出来，解析出来的多路光信号被分别导入与之对应的光束整形单元中，完成解复用。4.如权利要求1所述的空间光复用解复用器，其特征在于：所述光束整形单元是两个聚焦透镜的组合，使光束扩大。5.如权利要求1所述的空间光复用解复用器，其特征在于：所述相位调制器是相位掩膜板、基于超表面材料的相位器件或者硅基液晶。6.一种基于权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤全，陶金，刘子晨，邱英，武霖，郑国兴，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42