异波长激光信号与能量双传输系统技术方案

本公开提供了一种异波长激光信号与能量双传输系统，包括：第一传输路径、第二传输路径、复用器、解复用器、探测器、扩束器和光电转换器；第一传输路径用于信号光的产生、调制、处理和传输；第二传输路径用于能量光的产生、调制、处理和传输；复用器接收信号光和能量光并进行耦合；解复用器与复用器通过传输光纤相连；解复用器将耦合后的信号光和能量光进行分束；探测器探测信号光并读取信号；扩束器对光信号进行扩束；光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动探测器。本公开基于双包层传输光纤的利用两束激光进行信号与能量同时传输的系统，实现接收端能量的自给自足，使在电能传输不便的场合进行长时间探测活动成为可能。

Dual transmission system of different wavelength laser signal and energy

【技术实现步骤摘要】
异波长激光信号与能量双传输系统
本公开涉及通信及光电转换领域，尤其涉及一种异波长激光信号与能量双传输系统。
技术介绍
光纤通信技术在近年来取得了显著地成果。不同波段激光器的制造技术的发展，显著提高了传输光的功率和光束质量，使得激光在光通信系统中除了用于通信外，还可以为其他系统提供能量。激光传能是指利用激光的高能量、高光密度等特点，利用光电转换设备将激光光能转换为电能加以利用的过程。在海底、山区、低空甚至太空等电能传输不便的场合，有着广泛的应用前景。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种异波长激光信号与能量双传输系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种异波长激光信号与能量双传输系统，包括：第一传输路径，用于信号光的产生、调制、处理和传输；第二传输路径，用于能量光的产生、调制、处理和传输；复用器，接收所述第一传输路径传输的信号光和所述第二传输路径传输的能量光，所述复用器将信号光和能量光进行耦合；解复用器，与所述复用器通过传输光纤相连；所述解复用器将耦合后的信号光和能量光进行分束，分别进入信号信道和能量信道；探测器，探测进入信号信道的光信号，并读取信号；扩束器，接收进入能量信道的光信号，并对光信号进行扩束；光电转换器，接收通过所述扩束器扩束后的光信号，所述光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动所述探测器。在本公开的一些实施例中，所述第一传输路径包括：第一激光器，用于产生信号光；调制器，对所述第一激光器产生的光信号进行调制；第一隔离器，接收所述调制器调制后的光信号，用于防止反射光反向传输。在本公开的一些实施例中，所述第二传输路径包括：第二激光器，用于产生信号光；第二隔离器，接收所述第二激光器产生的光信号，用于防止反射光反向传输。在本公开的一些实施例中，所述第一激光器为半导体激光器，其发射波长为1525～1560nm；所述调制器为强度调制器；所述第一隔离器的工作波段为1525～1560nm。在本公开的一些实施例中，所述第二激光器为大功率半导体激光器，其发射波长为900～1000nm，输出功率为10w；所述第二隔离器的工作波段为900～1000nm。在本公开的一些实施例中，复用器为双色性波长选择耦合器，解复用器为双色性波长选择耦合器。在本公开的一些实施例中，所述传输光纤包括纤芯和包层，所述包层套设于所述纤芯外，所述光信号在所述纤芯中传输，所述能量信号在所述包层中传输；所述传输光纤的损光率为0.18～0.20dB/km。在本公开的一些实施例中，所述探测器的相应波段为1525～1560nm。在本公开的一些实施例中，所述扩束器对光信号进行扩束后的光束面积为50～100μm2。在本公开的一些实施例中，所述光电转换器的相应波段为900～1000nm，所述光电转换器的光电转换效率为30％～50％，所述光电转换器的接受面面积为50～100μm2。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开异波长激光信号与能量双传输系统至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：本公开基于双包层传输光纤的利用两束激光进行信号与能量同时传输的系统，实现接收端能量的自给自足，使在电能传输不便的场合进行长时间探测活动成为可能。附图说明图1为本公开实施例异波长激光信号与能量双传输系统的结构示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-第一激光器；2-调制器；3-第一隔离器；4-第二激光器；5-第二隔离器；6-复用器；7-传输光纤；8-解复用器；9-探测器；10-扩束器；11-光电转换器。具体实施方式本公开提供了一种异波长激光信号与能量双传输系统，包括：第一传输路径、第二传输路径、复用器、解复用器、探测器、扩束器和光电转换器；第一传输路径用于信号光的产生、调制、处理和传输；第二传输路径用于能量光的产生、调制、处理和传输；复用器接收信号光和能量光并进行耦合；解复用器与复用器通过传输光纤相连；解复用器将耦合后的信号光和能量光进行分束；探测器探测信号光并读取信号；扩束器对光信号进行扩束；光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动探测器。本公开基于双包层传输光纤的利用两束激光进行信号与能量同时传输的系统，实现接收端能量的自给自足，使在电能传输不便的场合进行长时间探测活动成为可能。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种异波长激光信号与能量双传输系统。图1为本公开实施例异波长激光信号与能量双传输系统的结构示意图。如图1所示，本公开异波长激光信号与能量双传输系统包括：第一传输路径、第二传输路径、复用器6、解复用器8、探测器9、扩束器10和光电转换器11。以下分别对本实施例异波长激光信号与能量双传输系统的各个组成部分进行详细描述。第一传输路径，用于信号光的产生、调制、处理和传输。第一传输路径包括：第一激光器1，用于产生信号光。第一激光器1为半导体激光器，其发射波长为1525～1560nm，优选波长为1550nm。调制器2，对第一激光器1产生的光信号进行调制。调制器2为强度调制器。第一隔离器3，接收调制器2调制后的光信号，用于防止反射光反向传输。第一隔离器3的工作波段为1525～1560nm，优选波长为1550nm。第二传输路径，用于能量光的产生、调制、处理和传输。第二传输路径包括：第二激光器4，用于产生信号光。第二激光器4为大功率半导体激光器，其发射波长为900～1000nm，优选波长为980nm，输出功率为10w。第二隔离器5，接收第二激光器4产生的光信号，用于防止反射光反向传输。第二隔离器5的工作波段为900～1000nm，优选波长为980nm。复用器6，接收第一传输路径传输的信号光和第二传输路径传输的能量光，复用器6将信号光和能量光进行耦合。复用器6可以实现900～1000nm和1525～1560nm波长光的耦合与分开的双色性波长选择耦合器。解复用器8，与复用器6通过传输光纤7相连；解复用器8将耦合后的信号光和能量光进行分束，分别进入信号信道和能量信道。解复用器8是实现900～1000nm和1525～1560nm波长光的耦合与分开的双色性波长选择耦合器。传输光纤7，包括纤芯和包层，包层套设于纤芯外，光信号在纤芯中传输，能量信号在包层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异波长激光信号与能量双传输系统，包括：/n第一传输路径，用于信号光的产生、调制、处理和传输；/n第二传输路径，用于能量光的产生、调制、处理和传输；/n复用器，接收所述第一传输路径传输的信号光和所述第二传输路径传输的能量光，所述复用器将信号光和能量光进行耦合；/n解复用器，与所述复用器通过传输光纤相连；所述解复用器将耦合后的信号光和能量光进行分束，分别进入信号信道和能量信道；/n探测器，探测进入信号信道的光信号，并读取信号；/n扩束器，接收进入能量信道的光信号，并对光信号进行扩束；/n光电转换器，接收通过所述扩束器扩束后的光信号，所述光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动所述探测器。/n

【技术特征摘要】
1.一种异波长激光信号与能量双传输系统，包括：
第一传输路径，用于信号光的产生、调制、处理和传输；
第二传输路径，用于能量光的产生、调制、处理和传输；
复用器，接收所述第一传输路径传输的信号光和所述第二传输路径传输的能量光，所述复用器将信号光和能量光进行耦合；
解复用器，与所述复用器通过传输光纤相连；所述解复用器将耦合后的信号光和能量光进行分束，分别进入信号信道和能量信道；
探测器，探测进入信号信道的光信号，并读取信号；
扩束器，接收进入能量信道的光信号，并对光信号进行扩束；
光电转换器，接收通过所述扩束器扩束后的光信号，所述光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动所述探测器。


2.根据权利要求1所述的异波长激光信号与能量双传输系统，其中，所述第一传输路径包括：
第一激光器，用于产生信号光；
调制器，对所述第一激光器产生的光信号进行调制；
第一隔离器，接收所述调制器调制后的光信号，用于防止反射光反向传输。


3.根据权利要求1所述的异波长激光信号与能量双传输系统，其中，所述第二传输路径包括：
第二激光器，用于产生信号光；
第二隔离器，接收所述第二激光器产生的光信号，用于防止反射光反向传输。


4.根据权利要求2所述的异波长激光信号与能量双传输系统，其中，所述第一激光器为半导体激光器，其发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，邹灿文，李金野，郭锦锦，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11