一种光纤阵列型回复反射器及其调制方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光纤阵列型回复反射器其调制方法。

背景技术

自由空间激光通信(FSO)被视为高速无线通信的关键技术，但是空间节点需要配置高精度捕获、对准、跟踪系统来建立双向FSO链路，为解决FSO终端尺寸、重量及功耗的增加，有研究人员提出了一种基于逆向调制器的回复反射FSO系统，一般的逆向调制器是由角锥反射器和空间光调制器组成，其中角锥反射器可以实现光波的180度回复反射，空间光调制器实现对光波的调制。采用单个角锥反射器与空间光调制器而组成的逆向调制器一般只能实现数公里通信距离。将角锥反射器单元的尺寸减小到亚毫米级，构建的微角锥反射器阵列可以成为伪相位共轭器件，该器件具有跟真实相位共轭镜非常接近的畸变相位补偿能力。由于该基于微角锥反射器阵列的逆向调制器需要使用空间光调制器进行光波的调制，但空间光调制器地调制速率非常低，因而极大地限制了回复反射FSO系统的通信速率，阻碍其实际应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种光纤阵列型回复反射器其调制方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种光纤阵列型回复反射器，包括光纤；所述光纤两端对齐且并排，得到回复反射光纤；将数个回复反射光纤进行组合，得到回复反射光纤单元；将数个回复反射光纤单元进行排列，得到光纤阵列型回复反射器。

进一步的，所述回复反射光纤的每个端面均有光波入射和出射。

进一步的，所述回复反射光纤的端面处在同一平面，光纤的弯曲角度为180度，实现入射光波的回复反射。

进一步的，所述数个回复反射光纤进行组合是以不同排列方式进行组合的，得到直径小于毫米级的回复反射光纤单元，使得入射光波的波阵面绕回复反射光纤单元中心旋转180度出射，形成微小区域内的近似共轭回波。

进一步的，所述将数个回复反射光纤单元进行排列，实现入射光波的伪相位共轭回波，补偿湍流介质引起的光波相位畸变。

相应的，还提供一种光纤阵列型回复反射器的调制方法，包括在回复反射光纤中接入光纤调制器，实现光波信号的调制。

与现有技术相比，本发明能够实现入射光波的伪相位共轭回波，用于大幅度抑制回复反射自由空间光通信中大气湍流对于光波相位畸变的影响。同时，接入光纤调制器能够解决采用一般由微角锥反射器阵列和空间光调制器构成的MRR调制速率低的问题，大幅度提升通信速率。

附图说明

图1是实施例一提供的回复反射光纤结构示意图；

图2是实施例一提供的1型回复反射光纤单元结构示意图；

图3是实施例一提供的2型回复反射光纤单元结构示意图；

图4是实施例一提供的3型回复反射光纤单元结构示意图；

图5是实施例一提供的4型回复反射光纤单元结构示意图；

图6是实施例一提供的1型光纤阵列型回复反射器示意图；

图7是实施例一提供的2型光纤阵列型回复反射器示意图；

图8是实施例一提供的3型光纤阵列型回复反射器示意图；

图9是实施例一提供的4型光纤阵列型回复反射器示意图；

图10是实施例二提供的回复反射光纤连接光纤调制器结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种光纤阵列型回复反射器其调制方法。

实施例一

本实施例提供一种光纤阵列型回复反射器，包括光纤；所述光纤两端对齐且并排，得到回复反射光纤；将数个回复反射光纤进行组合，得到回复反射光纤单元；将数个回复反射光纤单元进行排列，得到光纤阵列型回复反射器。

如图1所示，将光纤两端对齐并排组成回复反射光纤，回复反射光纤每个端面均有光波入射和出射。

在本实施例中，回复反射光纤可以选用单模光纤，纤芯直径6微米，包层直径125微米，光纤的涂敷层需要剥离，其中光纤的两个端面需要处在同一平面内，光纤的弯曲角度为180度，使得出射光与入射光保持平行，从而实现回复反射。

将数个回复反射光纤进行组合，得到回复反射光纤单元，如图2-5所示，回复反射光纤单元可以由少量几组回复反射光纤以不同排列方式构成，并且其有效面积直径小于毫米级，从而实现在单元范围内使得入射光波波阵面绕回复反射光纤单元中心旋转180度出射，形成微小区域内的近似共轭回波。

其中，图2为1型回复反射光纤单元示意图，1型回复反射光纤单元采用横向排列，包括回复反射光纤1两端；图3为2型回复反射光纤单元示意图，包括回复反射光纤2两端；2型回复反射光纤单元采用竖向排列，图4为3型回复反射光纤单元示意图，包括回复反射光纤单元示意图3-1两端、3-2两端，3型回复反射光纤单元采用两根回复反射光纤呈90度垂直排列；图5为4型回复反射光纤单元示意图，包括回复反射光纤单元示意图1-1两端、4-2两端、4-3两端，4型回复反射光纤单元采用三根回复反射光纤两两相互呈60度排列。

将数个回复反射光纤单元进行排列，得到光纤阵列型回复反射器。如图6-9所示，光纤阵列型回复反射器由大量回复反射光纤单元排列组成，从而实现入射光波的伪相位共轭回波，可以补偿湍流介质引起的光波的相位畸变。

其中，图6为1型光纤阵列型回复反射器示意图，其采用1型回复反射光纤单元组成；图7为2型光纤阵列型回复反射器示意图，其采用2型回复反射光纤单元组成；图8为3型光纤阵列型回复反射器，其采用3型回复反射光纤单元组成；图9为4型光纤阵列型回复反射器，其采用的是由4型回复反射光纤单元通过正六边形蜂窝式连接的方式组成。

与现有技术相比，本实施例能够实现入射光波的伪相位共轭回波，用于大幅度抑制回复反射自由空间光通信中大气湍流对于光波相位畸变的影响。同时，接入光纤调制器能够解决采用一般由微角锥反射器阵列和空间光调制器构成的MRR调制速率低的问题，大幅度提升通信速率。

实施例二

本实施例提供一种光纤阵列型回复反射器的调制方法，该调制方法基于实施一中的一种光纤阵列型回复反射器。

如图10所示，可以在回复反射光纤中接入光纤调制器，实现光波信号的调制。该调制方法可以对光波的强度、频率、相位、偏振等状态进行调制。

光纤调制器分为电光式调制器、声光式调制器、磁光式调制器、电吸收式调制器等。本实施例中，选用现代光纤通信中运用最为广泛的电光式强度调制器和电吸收式强度调制器进行阐述。显然地，本实施例并不限制光波调制形式和光纤调制器的类型。

以下分别详细描述当采用电光式调制器中的马赫曾德(M-Z)干涉仪式调制器和电吸收式调制器时实现光波强度调制功能。

光纤调制器采用M-Z干涉仪式调制器时，对于单个回复反射光纤(如图10)，光波由光纤的a端进入光纤，之后进入M-Z干涉仪式调制器的波导之中，在第一个节点处，光波会被分成同样强度、同样相位的两路光波继续在波导中进行传播。如果不加偏置电压，则在第二个节点处，两路光波又会汇聚成与进入波导一样的光波，由光纤的b端出射，则此时出射光波代表码元“1”。如果在电极上加入了偏置电压，可以通过偏置电压的不同，改变该分支波导单臂所处的电光材料的折射率，从而使得该侧波导的相位进行改变，当选择合适的偏置电压，使得在第二个节点处的两路光波有一个π的相位差，则此时两路光波发生相消，光纤b端没有光波出射，则此时无出射光波，代表码元“0”。同时，由光纤b端入射的光波，也会以同样的方式被调制，最后从光纤a端出射。因此，两个端面入射的光波都实现了强度的调制。

光纤调制器采用电吸收式调制器时，对于单个回复反射光纤(如图10)，光波由光纤的a端进入光纤，当调制电压使P-I-N反向偏置时，入射光波完全被I层吸收，入射光波不能通过I层，此时光纤b端无出射光波，代表码元“0”。当偏置电压为零时，垒势小时，入射光波不被I层吸收而通过，则光纤b端出射光波相当于码元“1”。同时，由光纤b端入射的光波，也会以同样的方式被调制，最后从光纤a端出射。因此，两个端面入射的光波都实现了强度的调制。

通过该光纤阵列型回复反射器不仅能够实现入射光波的伪相位共轭回波，并且通过接入光纤调制器，使得可以对入射光波的强度实现调制，完成了对于入射光波更高速率的调制回复反射。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。