可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備的制造方法
【專利摘要】可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，屬于空間信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，空間光經(jīng)過卡塞格倫光學(xué)天線、耦合透鏡依次進入第一環(huán)行器、第二環(huán)行器、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器，一部分光被反射，通過第二環(huán)行器輸出，由光探測器探測，其余透射光通過光纖布拉格光柵濾波器、第三環(huán)行器進入光放大器，再經(jīng)第一環(huán)行器進入耦合透鏡，最后由卡塞格倫光學(xué)天線出射，控制器對光纖布拉格光柵進行調(diào)諧；同時，控制器對可調(diào)諧光源進行波長選擇，使其發(fā)射波長與光纖布拉格光柵反射波長一致，光通過第三環(huán)行器進入光纖布拉格光柵，經(jīng)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器反射后與其它波長復(fù)用，經(jīng)第三環(huán)行器、光放大器和第一環(huán)行器端進入耦合透鏡，再通過卡塞格倫光學(xué)天線發(fā)射。
【專利說明】
可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，屬于空間信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)航天測控、對地觀測、空間科學(xué)實驗、應(yīng)急救援等方面的高動態(tài)、寬帶實時傳輸，還可支持深空探測的超遠程、大時延可靠傳輸。未來空間信息的獲取和傳輸發(fā)展方向就是大容量、超寬帶，僅高分辨率對地觀測系統(tǒng)研制計劃就要求單載荷數(shù)據(jù)傳輸速率達30Gbit/s以上。采用激光鏈路技術(shù)的波分復(fù)用組網(wǎng)成為空間大容量信息保密、實時傳輸?shù)闹匾Ｊ胶桶l(fā)展方向。
[0003]空間激光波分復(fù)用組網(wǎng)技術(shù)中，最重要的路由設(shè)備之一就是可重構(gòu)的空間激光分插復(fù)用設(shè)備(OADM)，是空間激光組網(wǎng)的主要節(jié)點技術(shù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)運行的保障。OADM可分為固定波長OADM和可重構(gòu)OADM(ROADM)兩種類型。其中固定型只能上下一個或多個固定的波長，節(jié)點的路由是確定的，缺乏靈活性。而可重構(gòu)型能動態(tài)調(diào)節(jié)OADM節(jié)點上下通道的波長，可實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)重構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)的波長資源得到良好的分配。目前，ROADM已成為發(fā)展方向，除了利用光開關(guān)動態(tài)選擇上下波長外，利用可調(diào)諧濾波器也是一個熱點。
[0004]參考文獻為黃勇林，項陽，李杰等.光纖光柵和環(huán)行器組成的光分插復(fù)用器同頻串?dāng)_特性研究[J].光學(xué)學(xué)報.2003(04):438-440。其中所提到的三種結(jié)構(gòu)都能實現(xiàn)波分復(fù)用光由輸入端進入環(huán)行器，與光纖光柵中心波長匹配的信號被光纖光柵反射經(jīng)環(huán)行器下路到本地，其他波長的信號通過光纖光柵經(jīng)另一環(huán)行器與上路波長合波，由輸出端口輸出。但其結(jié)構(gòu)均無法實現(xiàn)對空間波分復(fù)用激光的分插復(fù)用功能，同時波分復(fù)用激光無法實現(xiàn)由同一端口進出，受限于星載設(shè)備的需求，其結(jié)構(gòu)不適用于空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對空間波分復(fù)用激光的分插復(fù)用功能，不適用于空間網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的問題，提供一種可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，其控制簡單、成本低、插入損耗小、信道隔離度高、結(jié)構(gòu)緊湊，該設(shè)備可實現(xiàn)同一天線進出、波分復(fù)用的多信道波長可重構(gòu)功能。
[0006]本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，其特征是:該設(shè)備包括卡塞格倫天線、耦合透鏡、第一環(huán)行器、第二環(huán)行器、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器、第三環(huán)行器、光放大器、可調(diào)諧光源、光調(diào)制器、控制器和探測器；
[0008]波分復(fù)用的空間光入射到卡塞格倫光學(xué)天線，經(jīng)過卡塞格倫光學(xué)天線輸出的平行光通過耦合透鏡進入第一環(huán)行器端口 b，由第一環(huán)行器端口 c輸出，進入第二環(huán)行器端口 d，由第二環(huán)行器端口 e輸出，進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器，符合反射波長的光被反射，反射光通過第二環(huán)行器端口f輸出，由光探測器接收，其余透射的光依次通過光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器、第三環(huán)行器端口h和端口 i進入光放大器，光被光放大器放大后進入第一環(huán)行器端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器端口 b進入耦合透鏡，再通過卡塞格倫光學(xué)天線出射；
[0009]控制器與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器電連接，用于調(diào)節(jié)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器的反射波長，實現(xiàn)下路信號波長的重構(gòu)；
[0010]控制器與可調(diào)諧光源電連接，通過控制器對可調(diào)諧光源進行波長選擇；
[0011]可調(diào)諧光源發(fā)出的光入射到光調(diào)制器，光經(jīng)過光調(diào)制器后由第三環(huán)行器端口 g進入第三環(huán)行器，然后由第三環(huán)行器端口 h進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器，經(jīng)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器反射后，經(jīng)第三環(huán)行器端口 h和端口 i進入光放大器，被光放大器放大后進入第一環(huán)行器端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器端口 b進入耦合透鏡，再通過卡塞格倫光學(xué)天線出射。
[0012]所述卡塞格倫天線包括主反射鏡、副反射鏡和準直鏡，波分復(fù)用的空間光入射到卡塞格倫光學(xué)天線，入射光首先經(jīng)主反射鏡反射，反射光再經(jīng)副反射鏡反射，然后經(jīng)過準直鏡平行輸出。
[0013]控制器調(diào)節(jié)可調(diào)諧光源使其發(fā)射的光波長與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器反射的光波長一致。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明通過控制對光纖布拉格光柵可調(diào)濾波器和可調(diào)諧光源的控制，實現(xiàn)波分復(fù)用信號任一信道波長分插功能，并通過同一光學(xué)天線系統(tǒng)接收和發(fā)射光信號；信號的上下路交換采用可調(diào)諧光源、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器結(jié)構(gòu)，能夠動態(tài)重構(gòu)節(jié)點波長信道，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊;本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)同一天線進出、信道波長可重構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、信號隔離度好、控制簡單、成本低及體積小;通過本發(fā)明可重構(gòu)星載全光分插復(fù)用設(shè)備，下載到達本地的星載信息，并上載需要發(fā)射的本地星載信息進入波分復(fù)用空間激光網(wǎng)絡(luò)，適用于未來寬帶空間信息網(wǎng)絡(luò)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，包括卡塞格倫天線1、耦合透鏡2、第一環(huán)行器3、第二環(huán)行器4、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5、第三環(huán)行器6、光放大器7、可調(diào)諧光源8、光調(diào)制器9、控制器10和探測器11。
[0019]所述卡塞格倫天線I包括主反射鏡1-1、副反射鏡1-2和準直鏡1-3。
[0020]第一環(huán)行器3、第二環(huán)行器4、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5、可調(diào)諧光源8、光調(diào)制器9、第三環(huán)行器6、探測器11和光放大器7之間均為光纖連接。
[0021]波分復(fù)用的空間光入射到卡塞格倫光學(xué)天線I，入射光首先經(jīng)主反射鏡1-1反射，反射光再經(jīng)副反射鏡1-2反射，然后經(jīng)過準直鏡1-3平行輸出。輸出的平行光通過耦合透鏡2進入第一環(huán)行器3端口 b，由第一環(huán)行器3端口 c輸出，進入第二環(huán)行器4端口 d，由第二環(huán)行器4端口 e輸出，進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5，符合反射波長的光被反射，反射光通過第二環(huán)行器4端口 f輸出，由光探測器11接收，其余透射的復(fù)用光依次通過光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5、第三環(huán)行器6端口 h和端口 i進入光放大器7輸入端口，被光放大器7放大后，進入第一環(huán)行器3端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器3端口 b進入耦合透鏡2，再通過卡塞格倫光學(xué)天線I出射。
[0022]控制器10與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5電連接，用于調(diào)節(jié)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5的反射波長，實現(xiàn)下路信號波長的重構(gòu)。同時，控制器10與可調(diào)諧光源8電連接，通過控制器10對可調(diào)諧光源8進行波長選擇，使其發(fā)射波長與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5反射波長一致?？烧{(diào)諧光源8發(fā)出的光入射到光調(diào)制器9，光經(jīng)過光調(diào)制器9后由第三環(huán)行器6端口 g進入第三環(huán)行器6，然后由第三環(huán)行器6端口 h進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5，經(jīng)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器5反射后，經(jīng)第三環(huán)行器6端口 h和端口 i進入光放大器7輸入端口，被光放大器7放大后，進入第一環(huán)行器3端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器3端口 b進入耦合透鏡2，再通過卡塞格倫光學(xué)天線I出射。
[0023]通過控制器10對光纖布拉格光柵可調(diào)濾波器5和可調(diào)諧光源8的控制，實現(xiàn)波分復(fù)用信號任一信道波長分插功能，并通過同一光學(xué)天線實現(xiàn)光在系統(tǒng)系統(tǒng)中的進出。
【主權(quán)項】
1.可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，其特征是:該設(shè)備包括卡塞格倫天線(I)、耦合透鏡(2)、第一環(huán)行器(3)、第二環(huán)行器(4)、光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)、第三環(huán)行器(6)、光放大器(7)、可調(diào)諧光源(8)、光調(diào)制器(9)、控制器(10)和探測器(11); 波分復(fù)用的空間光入射到卡塞格倫光學(xué)天線(I)上，經(jīng)過卡塞格倫光學(xué)天線(I)輸出的平行光通過耦合透鏡(2)進入第一環(huán)行器(3)端口b，由第一環(huán)行器(3)端口c輸出，進入第二環(huán)行器(4)端口d，由第二環(huán)行器(4)端口e輸出，進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)，符合反射波長的光被反射，反射光通過第二環(huán)行器(4)端口f輸出，由光探測器(11)接收，其余透射的光依次通過光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)、第三環(huán)行器(6)端口h和端口 i進入光放大器(7)，光被光放大器(7)放大后進入第一環(huán)行器(3)端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器(3)端口 b進入耦合透鏡(2)，再通過卡塞格倫光學(xué)天線(I)出射； 控制器(10)與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)電連接，用于調(diào)節(jié)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)的反射波長，實現(xiàn)下路信號波長的重構(gòu)； 控制器(10)與可調(diào)諧光源(8)電連接，通過控制器(10)對可調(diào)諧光源(8)進行波長選擇； 可調(diào)諧光源(8)發(fā)出的光入射到光調(diào)制器(9)，光經(jīng)過光調(diào)制器(9)后由第三環(huán)行器(6)端口 g進入第三環(huán)行器(6)，然后由第三環(huán)行器(6)端口 h進入光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)，經(jīng)光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)反射后，經(jīng)第三環(huán)行器(6)端口h和端口 i進入光放大器(7)，被光放大器(7)放大后進入第一環(huán)行器(3)端口 a，經(jīng)第一環(huán)行器(3)端口 b進入耦合透鏡(2)，再通過卡塞格倫光學(xué)天線(I)出射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，其特征在于:所述卡塞格倫天線(I)包括主反射鏡(1-1)、副反射鏡(1-2)和準直鏡(1-3)，波分復(fù)用的空間光入射到卡塞格倫光學(xué)天線(I)，入射光首先經(jīng)主反射鏡(1-1)反射，反射光再經(jīng)副反射鏡(1-2)反射，然后經(jīng)過準直鏡(1-3)平行輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)的星載全光分插復(fù)用設(shè)備，其特征在于:控制器(10)調(diào)節(jié)可調(diào)諧光源(8)使其發(fā)射的光波長與光纖布拉格光柵可調(diào)諧濾波器(5)反射的光波長一致。
【文檔編號】H04J14/02GK105897368SQ201610301122
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】王天樞, 蘇煜煒, 張鵬, 畢明喆, 李曉燕, 劉顯著, 張立中, 姜會林
【申請人】長春理工大學(xué)