高速偏摆镜在激光通信领域的应用

激光设备 573 2022-12-11

关于激光通信

激光通信是用激光束作为信息载体进行空间，直接在自由空间进行信息传递的通信方式。包括大气空间、低轨道、中轨道、同步轨道、星际间、太空间的通信。在两个或多个终端之间建立光通信链路，进而实现数据传输的技术。

激光通信的优点

激光空间通信与传统的微波通信相比，波长比微波波长明显短，具有高度的相干性和空间定向性，这决定了空间激光通信具有通信容量大、重量轻、功耗和体积小、保密性高、建造和维护经费低等优点。

1、大通信容量

激光的频率比微波高3-4个数量级(其相应光频率在1013-1017 Hz)作为通信的载波有更大的利用频带。光纤通信技术可以移植到空间通信中来，目前光纤通信每束波束光波的数据率可达20Gb／s以上，并且可采用波分复用技术使通信容量上升几十倍。因此在通信容量上，光通信比微波通信有巨大的优势。

2、低功耗

激光的发散角很小，能量高度集中，落在接收机望远镜天线上的功率密度高，发射机的发射功率可大大降低，功耗相对较低。这对应于能源成本高昂的空间通信来说，是十分适用的。

3、体积小、重量轻

由于空间激光通信的能量利用率高，使得发射机及其供电系统的重量减轻；由于激光的波长短，在同样的发散角和接收视场角要求下，发射和接收望远镜的口径都可以减小。摆脱了微波系统巨大的碟形天线，重量减轻，体积减小。

4、高度的保密性

激光具有高度的定向性，发射波束纤细，激光的发散角通常在毫弧度，这使激光通信具有高度的保密性，可有效地提高抗干扰、防窃听的能力。

5、建造和维护经费低

激光空间通信具有较低的建造经费和维护经费。

高速偏摆镜在激光通信中的应用

由于激光束光束较窄、发散角较小等局限性，使得高精度对准成为激光通信链路建立和维持的最大难题。

在卫星激光通信中，激光束不可避免的会受到大气湍流、散射以及折射等影响的影响，再加上卫星平台的随机振动和机械设备等外界环境的干扰，使得激光光束在瞄准过程中容易偏离目标，不能得到良好通信。解决这种问题的关键，就是尽可能使用精度较高的精密定位装置来校正跟踪误差并提高跟踪精度，这个精密装置也就是精瞄系统中的执行结构——高速偏摆镜。

激光通信终端结构主要由粗瞄单元（CPA），光学天线（TLA），精瞄单元（FPA），前置瞄准单元（PAA），粗瞄传感器（CTS），精瞄传感器（FTS），光放大器（EDFA）激光器、光电探测器以及信号处理和控制电路等组成。其中精瞄单元（FPA）、前置瞄准单元（PAA）为快反镜。

精瞄单元负责在粗瞄单元对准的基础上利用快反镜高精度、大带宽的特点进一步补偿粗瞄单元误差和卫星平台振动引起的瞄准误差，实现激光通信要求的对准精度。前置瞄准单元主要用于对相对距离较远的两个卫星平台之间由于相对运动而产生的角偏差进行预先补偿。

三英精控相关产品

空间设备发射成本较高且工作环境十分恶劣，三英精控自主研发生产的高速偏摆镜的技术参数能够满足空间设备对快反镜体积小、重量轻、续航时间久、高精度、大带宽、低功耗、抗辐照等需求。

NS-RB0.8-01二维高速偏摆镜