一种光纤放大器及ATP控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种超低光高速上报卫星光通信用的光纤放大器及ATP控制系统，提供的掺铒光纤放大器，能够高速上报输入光的变化，从而取代高精度检测CCD，对准控制系统通过高速上报的光功率来调整万向转台，从而提高耦合效率；能够让整个对准光学系统，减少分光器，从而减少了光路损耗，提高了入纤光功率，提高了灵敏度。敏度。敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤放大器及ATP控制系统


[0001]本专利技术涉及光通信领域，更具体地，涉及一种光纤放大器及ATP控制系统。

技术介绍

[0002]卫星通信技术卫星光通信技术涉及到多领域的交叉研究,复杂度高、难度大,相关的研究领域包括光学、机械、信号处理、数学和计算机等。整个卫星通信系统如图1，如图1所示，整个卫星通信系统包括调制器，发射机、第一光放大器、光学发射天线，光学接收天线、第二光放大器、接收机、调解器以及与光学发射天线和光学接收天线分别连接的ATP控制系统。
[0003]其中高精度捕获跟踪瞄准(Acquisition，Tracking and Pointing，ATP)技术又是其中关键技术中的难点，目前ATP技术是采用如图2所示,ATP采用分光技术和高精度检测CCD相机，来控制万向转台把光学系统的光耦合到光纤里面，再进行光学放大，高精度检测CCD相机价格非常昂贵。
[0004]目前ATP技术采用分光技术，本身从光学系统中耦合到光纤的损耗已经非常大，还需要采用分光方式来进行对准耦合，更是增加的光路的损耗，降低入纤功率，虽然后面有光纤放大器，但是低输入光引起的光纤放大器的信噪比的恶化，从而降低了灵敏度，增加误码。普通光电探测器无法直接探测到超低输入光功率。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种光纤放大器和ATP控制系统。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种光纤放大器，包括第一光纤连接器、第一光纤隔离器、第一波分复用器、第一掺铒光纤、泵浦激光器、第二波分复用器、第二光纤隔离器、光纤滤波器、第一光纤分光器、第一光电探测器、第三波分复用器、第二掺铒光纤、第二光纤隔离器、第二光纤分光器、第二光纤连接器和第二光电探测器；
[0007]输入光依次进入第一光纤连接器、第一光纤隔离器，和光纤第一波分复用器，泵浦光源产生的泵浦光进入光纤第一波分复用器；所述输入光和所述泵浦光一起进入第一掺铒光纤，在第一掺铒光纤中，泵浦光被吸收，而输入光被放大；放大后的输入光和被吸收剩余的泵浦光进入光纤第二波分复用器，被分为两路光；放大后的光进入第二光纤隔离器、光纤滤波器和第一光纤分光器，第一光纤分光器会分一小部分光进入第一光电探测器，第一光电探测器将探测到的输入光的变化通过电路采样，上报输入光功率，第一光纤分光器分出的大部分光进入光纤第三波分复用器，同时剩余的泵浦光也进入光纤第三波分复用器，一起进入第二掺铒光纤，在第二掺铒光纤中，泵浦光再次被吸收，而输入光再次被放大；再次放大的光进入第二光纤隔离器、第二光纤分光器和第二光纤连接器，从第二光纤连接器输出；第二光纤分光器会分一部分光进入第二光电探测器，通过电路采样，实现光路控制。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0009]可选的，还包括第一模数转换器ADC、第二模数转换器ADC和第三模数转换器ADC、
为控制单元MCU和RS422通信接口；
[0010]所述第一光电探测器探测的信号经过第一模数转换器ADC采样，进入微控制单元MCU，微控制单元MCU通过RS422通信接口高速上报输入光功率；
[0011]所述第二光电探测器产生信号通过第二模数转换器采样，进入微控制单元MCU，微控制单元MCU通过第三模数转换器ADC采样来控制泵浦激光器，以实现对泵浦激光器的输出光功率控制。
[0012]根据本专利技术的第二方面，提供一种ATP控制系统，包括万象转台、依次连接的光学接收天线、分束器、粗对准传感器和对准控制系统，所述对准控制系统的输出端连接万向转台的输入端，万向转台的输出端连接所述光学接收天线的输入端，所述分束器的输出端通过光纤放大器和精对准传感器连接所述对准控制系统，所述光纤放大器对所述输入光进行放大，并将放大后的输入光功率上报给所述对准控制系统，所述对准控制系统根据输入光功率控制所述万向转台。
[0013]本专利技术提供的一种光纤放大器和ATP控制系统，设计的掺铒光纤放大器，能够高速上报输入光的变化，从而取代高精度检测CCD，对准控制系统通过高速上报的光功率来调整万向转台，从而提高耦合效率。新设计的掺铒光纤放大器，能够让整个对准光学系统，减少分光器，从而减少了光路损耗，提高了入纤光功率，提高了灵敏度。
附图说明
[0014]图1为卫星通信系统的结构示意图；
[0015]图2为传统ATP控制系统的结构示意图；
[0016]图3本专利技术提供的一种ATP控制系统的结构示意图；
[0017]图4为本专利技术提供的一种光纤放大器的结构示意图；
[0018]图5为相关硬件结构示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本专利技术提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0020]可参见图2，为现有传统的ATP控制系统，主要包括万向转台、依次顺次连接的光学接收天线、第一分束器、粗对准传感器和对准控制系统，第一分束器的输出端依次经过精对准机构、第二分束器和精对准传感器与对准控制系统连接，第二分束器的输出端与光放大器连接。传统的ATP技术需要采用分光方式来进行对准耦合，更是增加的光路的损耗，降低入纤功率，虽然后面有光纤放大器，但是低输入光引起的光纤放大器的信噪比的恶化，从而降低了灵敏度，增加误码。
[0021]图2中的传统ATP控制系统的缺点，参见图3，本专利技术提供了一种新的ATP控制系统，其中，图3的ATP技术将图2中的精对准机构、第二分束器、精对准传感器以及第二光放大器替换为一个本专利技术提供的光放大器即可，本专利技术中的光纤放大器为掺铒光纤放大器，其中掺铒光纤放大器对输入光功率进行放大并上报输入光功率。
[0022]其中，图3提供的ATP控制系统包括万象转台、依次连接的光学接收天线、分束器、粗对准传感器和对准控制系统，所述对准控制系统的输出端连接万向转台的输入端，万向转台的输出端连接所述光学接收天线的输入端，所述分束器的输出端通过光纤放大器和精对准传感器连接所述对准控制系统，光纤放大器对输入光进行放大，并将放大后的输入光功率上报给所述对准控制系统，所述对准控制系统根据输入光功率控制所述万向转台。
[0023]参见图4，为本专利技术提供的一种超低光高速上报卫星光通信用的光纤放大器，其特征在于，包括第一光纤连接器、第一光纤隔离器、第一波分复用器、第一掺铒光纤、泵浦激光器、第二波分复用器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低光高速上报卫星光通信用的光纤放大器，其特征在于，包括第一光纤连接器、第一光纤隔离器、第一波分复用器、第一掺铒光纤、泵浦激光器、第二波分复用器、第二光纤隔离器、光纤滤波器、第一光纤分光器、第一光电探测器、第三波分复用器、第二掺铒光纤、第二光纤隔离器、第二光纤分光器、第二光纤连接器和第二光电探测器；输入光依次进入第一光纤连接器、第一光纤隔离器，和光纤第一波分复用器，泵浦光源产生的泵浦光进入光纤第一波分复用器；所述输入光和所述泵浦光一起进入第一掺铒光纤，在第一掺铒光纤中，泵浦光被吸收，而输入光被放大；放大后的输入光和被吸收剩余的泵浦光进入光纤第二波分复用器，被分为两路光；放大后的光进入第二光纤隔离器、光纤滤波器和第一光纤分光器，第一光纤分光器会分一小部分光进入第一光电探测器，第一光电探测器将探测到的输入光的变化通过电路采样，上报输入光功率，第一光纤分光器分出的大部分光进入光纤第三波分复用器，同时剩余的泵浦光也进入光纤第三波分复用器，一起进入第二掺铒光纤，在第二掺铒光纤中，泵浦光再次被吸收，而输入光再次被放大；再次放大的光进入第二光纤隔离器、第二光纤分光器和第二光纤连接器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓杰，杨永贵，
申请(专利权)人：武汉中科锐择光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：