本振增強(qiáng)型差分信號(hào)接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自由空間激光通信領(lǐng)域，特別是一種用于自由空間星地激光通信鏈路 中的地面接收端本振增強(qiáng)型差分信號(hào)接收裝置，用于空間激光通信接收機(jī)中，對(duì)差分相移 鍵控（以下簡(jiǎn)稱為DPSK)調(diào)制的光信號(hào)進(jìn)行接收和解調(diào)，最后經(jīng)處理電路，輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。 該接收裝置原理清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較易實(shí)現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 自由空間激光通信中，星地激光通信鏈路是制約地基的全空間通信鏈路貫通的主 要瓶頸問(wèn)題。在地面接收的近地面端，大氣湍流變化造成接收光信號(hào)的波前畸變，使得光束 相位不完整，大大降低接收系統(tǒng)的靈敏度和探測(cè)效率，增大通信誤碼率。因此，克服大氣湍 流對(duì)光學(xué)信號(hào)傳輸?shù)臄_動(dòng)就成為星地激光通信亟待解決的問(wèn)題。另外一方面由于針對(duì)復(fù)雜 湍流介質(zhì)以及湍流效應(yīng)對(duì)光束波面的變化情況，相關(guān)的研宄模型也僅僅停留在理論階段， 而且仍然沒(méi)有統(tǒng)一的理論模型來(lái)分析，因此需要新的方案來(lái)克服大氣湍流對(duì)通信系統(tǒng)的影 響。
[0003] 在先前技術(shù)研宄[1](相位補(bǔ)償偏振分光2X4自由空間光學(xué)橋接器，光學(xué)學(xué)報(bào)， Vol. 29, 3291?3294, 2009)中，在星地激光通信的地面端，采取本振光和信號(hào)光進(jìn)行外差 探測(cè)來(lái)接收光信號(hào)，通過(guò)增大本振光的強(qiáng)度提高光信號(hào)的接收靈敏度。該方案中，本振光 和信號(hào)光在自由空間光學(xué)橋接器中相干合成，輸出的四束光中兩兩組成同相通道和正交通 道，二者具有90度相位差。但是該方案中為了保證一定的外差探測(cè)效率，需要本振光和信 號(hào)光的相位穩(wěn)定，需要引入鎖相電路來(lái)控制本振光和信號(hào)光的頻率相等，技術(shù)難度交大，不 易實(shí)現(xiàn)。
[0004] 在先前技術(shù)研宄[2](自相位差分干涉光信號(hào)接收裝置，專利，CN102594456A) 中，采用DPSK調(diào)制的編碼方式來(lái)克服大氣湍流效應(yīng)。即可以通過(guò)自相位差分干涉接收裝置 解調(diào)DPSK調(diào)制的編碼光信號(hào)，使信號(hào)前后碼元的信號(hào)光相位相減來(lái)克服大氣湍流對(duì)信號(hào) 解調(diào)的擾動(dòng)，同時(shí)解調(diào)出信號(hào)。但是該方法使用了 4f透鏡組，引入透鏡誤差產(chǎn)生的附加相 位，此外需要通過(guò)輸出IQ通道信號(hào)混頻產(chǎn)生鎖相需要的誤差信號(hào)，技術(shù)上不宜實(shí)現(xiàn)，需要 進(jìn)一步改進(jìn)方案。
[0005]在先前技術(shù)研宄[3] (Fiber-basedfree-spaceopticalcoherentreceiver withvibrationcompensationmechanism，OpticsExpress,Vol. 21,No. 15, 2013)中，米 用振動(dòng)補(bǔ)償機(jī)理解調(diào)QDPSK調(diào)制的光信號(hào)，接收機(jī)采用光纖放大和光纖型馬赫曾德?tīng)柛缮?儀解調(diào)，通過(guò)快反鏡來(lái)補(bǔ)償大氣擾動(dòng)引起的光強(qiáng)抖動(dòng)，利用平衡探測(cè)器實(shí)現(xiàn)平衡接收，靈敏 度比開(kāi)關(guān)鍵控（00K)調(diào)制直接探測(cè)方法高3dB。但是大氣擾動(dòng)下的波面質(zhì)量下降，光纖耦合 效率降低，嚴(yán)重影響靈敏度，使DPSK這種調(diào)制方式抗擾動(dòng)的能力得不到充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述已有技術(shù)困難，提供一種本振增強(qiáng)型差分信 號(hào)接收裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)DPSK調(diào)制光信號(hào)的平光電探和測(cè)衡接收。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：
[0008] -種本振增強(qiáng)型差分信號(hào)接收裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括：
[0009]信號(hào)光經(jīng)第一偏振分束器分為第一反射光和第一透射光，所述的第一反射光經(jīng)第 一二分之一波片、第一四分之一波片后進(jìn)入第六偏振分束器，本振光經(jīng)過(guò)第二二分之一波 片進(jìn)入第二偏振分束器分為第二反射光和第二透射光，第二透射光經(jīng)第三二分之一波片后 進(jìn)入第六偏振分束器，所述的第二透射光和第一反射光在偏振分束面合束，合束后的光束 分為第一水平支路光束和第一豎直支路光束，第一水平支路光束經(jīng)第四二分之一波片由第 七偏振分束器分為第三透射光和第三反射光，第三透射光通過(guò)第一透鏡聚焦到第一探測(cè)器 上，第三反射光通過(guò)第二透鏡聚焦到第二探測(cè)器上；所述的第一豎直支路光束經(jīng)第五二分 之一波片由第八偏振分束器分為第四透射光和第四反射光，第四透射光通過(guò)第三透鏡聚焦 到第三探測(cè)器上，第四反射光通過(guò)第四透鏡聚焦到第四探測(cè)器上；所述的第一探測(cè)器和第 二探測(cè)器的輸出端接第一同相平衡接收電路的輸入端，所述的第三探測(cè)器和第四探測(cè)器的 輸出端與第一正交平衡接收電路的輸入端相連；
[0010] 所述的第一透射光經(jīng)第六二分之一波片進(jìn)入第三偏振分束器，所述的第二反射光 經(jīng)第七二分之一波片、第二四分之一波片進(jìn)入第三偏振分束器，所述的第一透射光和第二 反射光在第三偏振分束器的偏振分束面進(jìn)行合束，合束后分為第二水平支路光束和第二豎 直支路光束，第二水平支路光束第八二分之一波片由第五偏振分束器分為第五透射光和第 五反射光，第五透射光通過(guò)第五透鏡聚焦到第五探測(cè)器上，第五反射光通過(guò)第六透鏡聚焦 到第六探測(cè)器上；所述的第二豎直支路光束通過(guò)第九二分之一波片由第四偏振分束器分為 第六透射光和第六反射光，第六透射光通過(guò)第七透鏡聚焦到第七探測(cè)器上，第六反射光通 過(guò)第八透鏡聚焦到第八探測(cè)器上，所述的第五探測(cè)器和第六探測(cè)器的輸出端接第二正交平 衡接收電路的輸入端，所述的第七探測(cè)器和第八探測(cè)器的輸出端接第二同相平衡接收電 路的輸入端；
[0011] 所述的第一同相平衡接收電路的輸出端和第二同相平衡接收電路的輸出端接第 一混頻器的輸入端，第一正交平衡接收電路的輸出端和第二正交平衡接收電路的輸出端接 第二混頻器的輸入端，第一混頻器和第二混頻器的輸出端與加法器的輸入端相連，所述的 加法器的輸出端為最終數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端。
[0012] 所述的信號(hào)光經(jīng)過(guò)第一偏振分束器后的第一透射光經(jīng)過(guò)第六二分之一波片后入 射到第三偏振分束器的偏振分束面經(jīng)過(guò)的傳輸距離，與本振光經(jīng)過(guò)第二偏振分束器后的第 二透射光經(jīng)過(guò)第三二分之一波片后入射到第三偏振分束器的偏振分束面經(jīng)過(guò)的傳輸距離 相等，令距離為Z1;此外，信號(hào)光經(jīng)過(guò)第一偏振分束器后的第一反射光經(jīng)過(guò)第一二分之一波 片、四分之一波片后入射到第六偏振分束器的偏振分束面經(jīng)過(guò)的傳輸距離，與本振光經(jīng)過(guò) 第二偏振分束器后的第二反射光經(jīng)過(guò)第七二分之一波片、四分之一波片后入射到第三