一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法，所述逆向光调制解调系统包括：激光器、调制光电探测器、调制中央处理器、第一相位调制单元、第二相位调制单元、第一定向反射器、第二定向反射器、解调中央处理器、第一解调光电探测器、第二解调光电探测器、第一线偏振片、第一线偏振片，所述逆向光调制解调方法通过在第一相位调制单元、第二相位调制单元上调整两束反射光的相位差，使二者在远场形成相干图样，使得第一线偏振片、第二线偏振片筛选出偏振方向相互正交的相干光强，根据相干的特征关系，解调出第一定向反射器、第二定向反射器的反射光的相位差信息。本发明专利技术系统性能稳定，抗大气干扰，对准要求低，解调方法简洁高效。洁高效。洁高效。

A reverse optical modulation and demodulation method based on reverse optical modulation and demodulation system

【技术实现步骤摘要】
一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法


[0001]本专利技术属于激光通信
，特别涉及一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法。

技术介绍

[0002]自由空间激光通信具有很多优势，但是激光的小发散角和操作复杂的特点使其在通信链路的建立和保持方面需要面对很大的挑战。在一定角度内具有定向反射能力的逆向光调制器能够免去一个终端的发射光源和跟瞄系统，而且光学逆向调制器的复杂程度、体积重量和能量消耗都远远小于激光发射接收系统，尤其适合小型无人平台的光通信应用。可以预见，逆向调制技术的应用将显著降低技术难度，拓展自由空间激光通信的应用范围，大幅降低光通信网络的构建成本，同时也使自由空间光通信的广泛应用成为可能。
[0003]目前报道的光学逆向调制技术方案主要集中于对光强度的调制上，通过在逆向光调制器端控制光反射路径通断的方式，将信息以“1”、“0”的二进制形式调制传递。根据报道，通断功能主要由反射光路中附加的声光调制器、电光调制器、多量子阱吸收调制器、电吸收调制器等实现，也有直接控制反射器形变实现光路通断的技术手段。这些基于光强调制的技术方案在远距离大气环境通信应用过程中，由于反射激光受到吸收、散射、湍流等大气环境干扰后，产生强度降低、方向偏移等现象，造成了接收探测器对强度误判，解调信息时出现误码。因此，如何克服大气环境对数据传输的干扰是基于光强调制方案需要解决的问题。
[0004]由于两束平行且彼此接近的激光在大气中传输时，在同一时间内所受到的扰动在一定范围内可以近似认为是相同的，因此两束激光的光程和波前变化量是一致的。本专利技术根据这一特点将逆向调制器设计为两个相邻的反射单元，在反射过程中形成两束平行且彼此接近的激光束，激光的自然束散使两束光在远场探测器位置发生重叠，而激光的相干性使得重叠位置出现相干条纹。根据相干原理可知，探测器处相干条纹的强度随两束光的相位差变化，而两束光在大气传输过程中的光程变化是一致的，相位差变化为零，相位变化量仅由逆向调制器引入。这种方法避免了大气对探测器位置上相干条纹强度的影响。目前，未见关于此种逆向光调制的相关报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种利用光的相干原理进行远距离空间光通信的方法，提供一种逆向光调制器及接收器装置，并提供一种相应的调制/解调方法。具有相同波长、偏振方向，且存在固定相位差的两束或多束光可以在光交叠位置产生明暗相交的相干图案，改变光束间的相位差将使相干图案发生变化。根据这一原理，只要在反射的时候将需要传递的信息转换为光的相位信息，就可以改变远处的相干图样，在探测器感光位置产生光强变化，从而将信息传递到光发射的一端。
[0006]本专利技术的技术方案为一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法；
[0007]所述逆向光调制解调系统的技术方案包括：激光器、调制光电探测器、调制中央处理器、第一相位调制单元、第二相位调制单元、第一定向反射器、第二定向反射器、解调中央处理器、第一解调光电探测器、第二解调光电探测器、第一线偏振片、第二线偏振片；
[0008]所述第一线偏振片放置于所述第一解调光电探测器前；
[0009]所述第二线偏振片放置于所述第二解调光电探测器前；
[0010]所述激光器与所述调制光电探测器通过光路连接；
[0011]所述调制中央处理器与所述调制光电探测器通过有线方式连接；所述调制中央处理器与所述第一相位控制元件通过有线方式连接；所述中央处理器与所述第二相位控制元件通过有线方式连接；所述第一定向反射器与所述第一相位控制元件通过光路连接；所述第二定向反射器与所述第二相位控制元件通过光路连接；
[0012]所述第一线偏振片与所述第一解调光电探测器通过光路连接；所述第二线偏振片与所述第二解调光电探测器通过光路连接；
[0013]所述第一解调光电探测器与所述解调中央处理器通过有线方式连接；所述第二解调光电探测器通与所述解调中央处理器过有线方式连接；
[0014]所述逆向光调制解调方法，具体为：
[0015]所述激光器发射激光触发信号至所述调制光电探测器；
[0016]所述调制光电探测器将激光触发信号通过光电转换至触发使能信号，将触发使能信号传输至所述调制中央处理器；
[0017]所述调制中央处理器根据触发使能信号确认通信请求；所述调制中央处理器将待调制信息按照数字进制转换方法转换为多进制编码，对照存储于所述调制中央处理器的多进制对应的相位控制电压对照表得到相位控制电压指令，所述调制中央处理器将相位控制电压指令分别传输至所述的第一相位调制单元、第二相位调制单元；
[0018]所述激光器发射激光载波分别至所述的第一相位调制单元、第二相位调制单元；
[0019]所述第一相位调制单元根据接收的相位控制电压指令通过电路控制方法产生电压指令所要求的电压，根据电压指令所要求的电压控制内部相位控制光学元件使激光载波e光偏振分量产生第一相位调制单元相位延迟，激光载波o光偏振分量不产生相位延迟，得到第一调制激光信号；将第一调制激光信号传输至所述第一定向反射器；
[0020]所述第二相位调制单元根据接收的相位控制电压指令通过电路控制方法产生电压指令所要求的电压，根据电压指令所要求的电压控制内部相位控制光学元件使激光载波e光偏振分量产生第二相位调制单元相位延迟，激光载波o光偏振分量不产生相位延迟，得到第二调制激光信号；将第二调制激光信号传输至所述第二定向反射器；
[0021]所述第一定向反射器将第一调制激光信号通过定向反射得到第一定向反射激光信号，第一定向反射激光信号分别射向所述的第一线偏振片、所述第二线偏振片；
[0022]所述第二定向反射器将第二调制激光信号通过定向反射得到第二定向反射激光信号，第一定向反射激光信号分别射向所述的第一线偏振片、所述第二线偏振片；
[0023]所述第一线偏振片滤除第一定向反射激光的o光偏振分量和第二定向反射激光的o光偏振分量，保留第一定向反射激光的e光偏振分量与第二定向反射激光的e光偏振分量，合成为第一激光信号传输至所述第一解调光电探测器；
[0024]所述第二线偏振片滤除第一定向反射激光的e光偏振分量和第二定向反射激光的
e光偏振分量，保留第一定向反射激光的o光偏振分量与第二定向反射激光的o光偏振分量，合成为第二激光信号传输至所述第二解调光电探测器；
[0025]所述第一解调光电探测器将滤波后第一激光信号转换为第一激光模拟电压信号，并将第一激光模拟电压信号传输给所述解调中央处理器；
[0026]所述第二解调光电探测器将滤波后第二激光信号转换为第二激光模拟电压信号，并将第二激光模拟电压信号传输给所述解调中央处理器；
[0027]所述解调中央处理器根据第一激光模拟电压信号、第二激光模拟电压信号通过相干解调方法求解出所述的第一相位调制单元和所述的第二相位调制单元产生的相位延迟之间的差值，通过与多进制对应的相位控制电压对照表对照，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于逆向光调制解调系统的逆向光调制解调方法，其特征在于，所述逆向光调制解调系统包括：激光器、调制光电探测器、调制中央处理器、第一相位调制单元、第二相位调制单元、第一定向反射器、第二定向反射器、解调中央处理器、第一解调光电探测器、第二解调光电探测器、第一线偏振片、第二线偏振片；所述第一线偏振片放置于所述第一解调光电探测器前；所述第二线偏振片放置于所述第二解调光电探测器前；所述激光器与所述调制光电探测器通过光路连接；所述调制中央处理器与所述调制光电探测器通过有线方式连接；所述调制中央处理器与所述第一相位控制元件通过有线方式连接；所述中央处理器与所述第二相位控制元件通过有线方式连接；所述第一定向反射器与所述第一相位控制元件通过光路连接；所述第二定向反射器与所述第二相位控制元件通过光路连接；；所述第一线偏振片与所述第一解调光电探测器通过光路连接；所述第二线偏振片与所述第二解调光电探测器通过光路连接；所述第一解调光电探测器与所述解调中央处理器通过有线方式连接；所述第二解调光电探测器通与所述解调中央处理器过有线方式连接；所述逆向光调制解调方法，具体步骤如下：所述激光器发射激光触发信号至所述调制光电探测器；所述调制光电探测器将激光触发信号通过光电转换至触发使能信号，将触发使能信号传输至所述调制中央处理器；所述调制中央处理器根据触发使能信号确认通信请求；所述调制中央处理器将待调制信息按照数字进制转换方法转换为多进制编码，对照存储于所述调制中央处理器的多进制对应的相位控制电压对照表得到相位控制电压指令，所述调制中央处理器将相位控制电压指令分别传输至所述的第一相位调制单元、第二相位调制单元；所述激光器发射激光载波分别至所述的第一相位调制单元、第二相位调制单元；所述第一相位调制单元根据接收的相位控制电压指令通过电路控制方法产生电压指令所要求的电压，根据电压指令所要求的电压控制内部相位控制光学元件使激光载波e光偏振分量产生第一相位调制单元相位延迟，激光载波o光偏振分量不产生相位延迟，得到第一调制激光信号；将第一调制激光信号传输至所述第一定向反射器；所述第二相位调制单元根据接收的相位控制电压指令通过电路控制方法产生电压指令所要求的电压，根据电压指令所要求的电压控制内部相位控制光学元件使激光载波e光偏振分量产生第二相位调制单元相位延迟，激光载波o光偏振分量不产生相位延迟，得到第二调制激光信号；将第二调制激光信号传输至所述第二定向反射器；所述第一定向反射器将第一调制激光信号通过定向反射得到第一定向反射激光信号，第一定向反射激光信号分别射向所述的第一线偏振片、所述第二线偏振片；所述第二定向反射器将第二调制激光信号通过定向反射得到第二定向反射激光信号，第一定向反射激光信号分别射向所述的第一线偏振片、所述第二线偏振片；所述第一线偏振片滤除第一定向反射激光的o光偏振分量和第二定向反射激光的o光偏振分量，保留第一定向反射激光的e光偏振分量与第二定向反射激光的e光偏振分量，合成为第一激光信号传输至所述第一解调光电探测器；
所述第二线偏振片滤除第一定向反射激光的e光偏振分量和第二定向反射激光的e光偏振分量，保留第一定向反射激光的o光偏振分量与第二定向反射激光的o光偏振分量，合成为第二激光信号传输至所述第二解调光电探测器；所述第二线偏振片滤除第一定向反射激光的o光偏振分量和第二定向反射激光的o光偏振分量，保留第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏靖松，谭朝勇，刘云，朱孟真，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：