專利名稱：衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及衛星激光通信，特別是一種衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，主要用于衛星激光通信終端的瞄準、捕獲和跟蹤及通信性能的檢測和驗證。
背景技術：
衛星激光通信包括衛星之間，衛星和其他飛行體之間，衛星和地面之間等的自由空間激光通信。為了保持兩個相對運動的激光通信終端之間有穩定的通信鏈路，一個激光通信終端必須包含激光通信和光學捕獲跟瞄兩大分系統。由于衛星激光通信的作用距離為數百至數萬公里，因此不可能在空間直接完成激光通信終端的性能檢測和驗證，所以激光通信終端的捕獲跟瞄性能和通信性能的檢測和驗證評估必須在地面實驗室內進行。
國外對衛星激光通信終端性能的檢測和驗證，在實驗室內都采用平行光管的手段和半物理半仿真的方法。平行光管用于發射一個檢驗被測激光通信終端的波面或者用于接收被測激光通信終端的發射光束(參見[1]B.Lauren and G.Planche，“Silexoverview after flight terminals campaign，”Proc.SPIE，Vol.2990，pp.10-22，1997)，這種方案可以單獨檢驗一個激光通信終端，但不能對兩個被測激光通信終端進行相互直接實施跟瞄和通信性能的檢測驗證。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，以解決在實驗室有限的空間內保證兩個衛星激光通信終端都一定處于對方的光學遠場區域并產生相互的平動，以模擬衛星的相互運動的技術效果。應用于衛星激光通信終端的光學捕獲跟瞄性能和遠距離激光通信性能的實驗室檢測和驗證，對于空間激光通信終端的研制和發展具有很大的應用價值。
本發明的技術構思是基于光學傅立葉變換和中心采樣4-f光學成像放大的原理實現光束的近場分布向遠場分布的轉換；利用空間雙通道的結構實現光束的獨立的正、逆雙向傳播，用雙反射鏡雙通道同角度掃描的原理實現激光通信終端的相互遠場運動，并采用多級級聯的中心采樣4-f光學成像放大系統實現無附加二次項相位因子的遠場模擬。
本發明的技術解決方案如下 一種衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，特點在于其構成包括第一被測激光通信終端和第二被測激光通信終端，第一被測激光通信終端發射波長為λ1的激光光束先經過第一傅立葉透鏡，透過第一波分透反鏡，由第一反射鏡反射后，通過第一中心采樣4-f光學成像放大器系統，由掃描雙面反射鏡的第一反射面反射，第二反射鏡反射，進入第一發射目鏡，由第二波分透反鏡反射后的光束再通過第二傅立葉透鏡抵達第二被測激光通信終端； 第二被測激光通信終端發射激光波長為λ2的光束先通過第二傅立葉透鏡，透過第二波分透反鏡，由第三反射鏡反射后，通過第二中心采樣4-f光學成像放大器系統，再由掃描雙面反射鏡的第二反射面反射，經第四反射鏡反射，進入第二發射目鏡，由第一波分透反鏡反射后的光束，再通過第一傅立葉透鏡抵達第一被測激光通信終端； 所述的第一波分透反鏡對波長為λ1的激光高透，對波長為λ2的激光高反；所述的第二波分透反鏡對波長為λ1的激光高反，對波長為λ2的激光高透； 所述的第一波分透反鏡放在第一傅立葉透鏡之前，相應的第二波分透反鏡放在第二傅立葉透鏡之后； 所述的第一反射鏡和第二反射鏡對于λ1光束高反，第三反射鏡和第四反射鏡對于波長λ2的光束高反； 所述的掃描雙面反射鏡的第一反射鏡面對于λ1光束高反，第二反射鏡面對于λ2光束高反； 所述的第一傅立葉透鏡的后焦面位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統的入瞳面上，第二傅立葉透鏡的后焦面位于第二中心采樣4-f光學成像放大器系統的入瞳面上； 所述的第一中心采樣4-f光學成像放大器系統和第二中心采樣4-f光學成像放大器系統是由N級的雙透鏡組構成的中心采樣4-f光學成像放大器級聯組成，放大倍率M＝M1×M2…×MN，其中M1、M2，…MN分別為第一級、第二級…第N級中心采樣4-f光學成像放大器的放大倍率，滿足fN1和fN2分別為第N級光學放大器的目鏡和物鏡的焦距；第N-1級中心采樣4-f光學成像放大器的出瞳面與第N級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳面重合，在每一級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳面上均放置適合大小的小孔光闌起濾波作用，以防止雜散光的干擾；所述的第N級中心采樣4-f光學成像放大器的目鏡和物鏡的口徑dN1和dN2以及相應入瞳面的小孔光闌口徑ΦN滿足dN1≈dN2，dN1＞ΦN，N≥2。
所述的第一發射目鏡和第二傅立葉透鏡組成第一發射望遠鏡系統，第二傅立葉透鏡為第一發射望遠鏡系統的發射主鏡；所述的第二發射目鏡和第一傅立葉透鏡組成第二發射望遠鏡系統，第一傅立葉透鏡為第二發射望遠鏡系統的發射主鏡； 所述的掃描雙面反射鏡可以位于第一發射望遠鏡系統的入瞳面處，也可以位于第一發射目鏡與第二傅立葉透鏡間的焦點之前或之后一段距離； 所述的掃描雙面反射鏡可以位于第二發射望遠鏡系統的入瞳面處，也可以位于第二發射目鏡與第一傅立葉透鏡間的焦點之前或之后一段距離。
所述的掃描雙面反射鏡可繞正交兩個轉動軸轉動，雙面高反，可采用二維電動的精密調整架，也可采用電機或其他驅動器驅動撥桿旋轉雙面反射鏡以實現二維的角度偏轉。
所述的掃描雙面反射鏡同時位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統的像面上和第二中心采樣4-f光學成像放大器系統的像面上且lA＝fA，l1＝fM1、lB＝fB和l2＝fM2，其中 fA為第一傅立葉透鏡的焦距，fB為第二傅立葉透鏡的焦距， l1為掃描雙面反射鏡與第一發射目鏡的距離， l2為掃描雙面反射鏡與第二發射目鏡的距離， fM1為第一發射目鏡的焦距，fM2為第二發射目鏡的焦距， lB為第二被測激光通信終端發射口徑與第二傅立葉透鏡的距離， lA為第一被測激光通信終端發射口徑與第一傅立葉透鏡的距離。
本發明的技術效果 本發明衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，利用光學傅立葉變換和級聯中心采樣4-f光學成像放大器實現了光束的遠距離傳輸模擬，在空間頻譜面采用雙面反射鏡進行雙通道同角度掃描實現了衛星終端的軌道平移相對運動的模擬，可以在實驗室有限的空間內保證兩個衛星激光通信終端都一定處于對方的光學遠場區域并產生相互的平動，以模擬衛星的相互運動。本發明可應用于衛星激光通信終端的光學瞄準、捕獲和跟蹤及通信性能的實驗室檢測，對于空間激光通信終端的研制和發展具有很大的應用價值。
圖1為本發明衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置實施例的光路示意圖。
圖2為本發明的單級中心采樣4-f光學成像放大器結構示意圖。
圖中1.1-第一被測激光通信終端，1.2-第一傅立葉透鏡，1.3-第一波分透反鏡，1.4-第一反射鏡，1.5-第一4-f光學成像放大器系統，1.6-掃描雙面反射鏡，1.7-第二反射鏡，1.8-第一發射目鏡，1.9-第二波分透反鏡，1.10-傅立葉透鏡，1.11-第二被測激光通信終端，1.12-第三反射鏡，1.13-第二4-f光學成像放大器系統，1.14-第四反射鏡，1.15-第二發射目鏡。2.1-小孔光闌/入瞳面，2.2-目鏡，2.3-物鏡，2.4出瞳面。
具體實施例方式 下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。
先請參閱圖1，圖1為本發明衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置的實施例光路示意圖。由圖可見，本發明衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，構成包括第一被測激光通信終端1.1和第二被測激光通信終端1.11，所述的第一被測激光通信終端1.1發射波長為λ1的激光光束先經過第一傅立葉透鏡1.2，透過第一波分透反鏡1.3，由第一反射鏡1.4反射后，通過第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5，由掃描雙面反射鏡1.6的第一反射鏡面反射、第二反射鏡1.7反射，進入第一發射目鏡1.8，由第二波分透反鏡1.9反射后的光束再通過第二傅立葉透鏡1.10抵達第二被測激光通信終端1.11； 所述的第二被測激光通信終端1.11發射激光波長為λ2的光束先通過第二傅立葉透鏡1.10，透過第二波分透反鏡1.9，由第三反射鏡1.12反射后，通過第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13，再由所述的掃描雙面反射鏡1.6的第二反射面反射，經第四反射鏡1.14反射，進入第二發射目鏡1.15，由第一波分透反鏡1.3反射后的光束，再通過第一傅立葉透鏡1.2抵達第一被測激光通信終端1.1；所述的第一波分透反鏡1.3對波長為λ1的激光高透，對波長為λ2的激光高反；所述的第二波分透反鏡1.9對波長為λ1的激光高反，對波長為λ2的激光高透；所述的第一反射鏡1.4和第二反射鏡1.7對于波長λ1光束高反，第三反射鏡1.12和第四反射鏡1.14對于波長λ2的光束高反；所述的掃描雙面反射鏡1.6的第一反射鏡面對于波長λ1光束高反，第二反射鏡面對于波長λ2光束高反；所述的第一傅立葉透鏡1.2的后焦面位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5的入瞳面上，第二傅立葉透鏡1.10的后焦面位于第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13的入瞳面上。
第一被測激光通信終端1.1發射的激光光束先通過第一傅立葉透鏡1.2，透過第一波分透反鏡1.3，由第一反射鏡1.4反射，通過第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5后，由掃描雙面反射鏡1.6的第一反射面反射，經第二反射鏡1.7反射，進入第一發射目鏡1.8，由第二波分透反鏡1.9反射后的光束再通過第二傅立葉透鏡1.10抵達第二被測激光通信終端1.11，其光束傳輸遵循的坐標系如圖1中的1A所示； 第二被測激光通信終端1.11發射的激光光束先通過第二傅立葉透鏡1.10，再透過第二波分透反鏡1.9，經第三反射鏡1.12反射，通過第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13，由掃描雙面反射鏡1.6的第二反射面反射，經第四反射鏡1.14反射，進入第二發射目鏡1.15，由第一波分透反鏡1.3反射后的光束再通過第一傅立葉透鏡1.2抵達第一被測激光通信終端1.1，其光束傳輸遵循的坐標系如圖1中的1B所示。
圖2為本發明的單級中心采樣4-f光學成像放大器結構示意圖。它由兩個焦距為f1和f2單透鏡組成，f1透鏡的后焦面和f2透鏡的前焦面重合，放大倍數該系統的入瞳面2.1和出瞳面2.2為共軛面，在入瞳面上放置孔徑函數為p(x，y)的小孔光闌起濾波作用，以防止雜散光的干擾。假設入瞳面的光場表示為ei(x，y)，則經過中心采樣4-f光學成像放大器后，在出瞳面上的輸出光場為 目鏡和物鏡的口徑d1和d2以及相應入瞳面的小孔光闌口徑Φ滿足 d1≈d2，d1＞Φ。
中心采樣4-f光學成像放大器不僅對輸入光場有放大作用，而且不產生額外的相位二次項，在入瞳面放置小孔光闌可對光場進行中心采樣，以防止雜散光的干擾。
假設第一被測激光通信終端發射的光場為eA0(x，y)，在空間實際條件下，光場傳輸幾千至幾萬公里后，其接收端的光場分布是發射端的夫瑯和費衍射 其中 為eA0(x，y)的傅立葉變換。
在自由空間遠距離傳輸時發射光斑很大(數十至數百米)，而第二被測激光通信終端的接收口徑一般為數百毫米，只能接收很小一部分的遠場光斑，因此可取則Kz為常數。
在本發明中，第一被測激光通信終端1.1發射的激光光束eA0(x，y)首先通過第一傅立葉透鏡1.2進行傅立葉遠場變換，第一傅立葉透鏡1.2的焦距fA，第一被測激光通信終端1.1的發射口徑與第一傅立葉透鏡的距離為lA。第一傅立葉透鏡1.2的后焦面位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5的入瞳面上，第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5由多級的雙透鏡4-f光學成像放大器組成，總放大倍數為MA1。第一發射目鏡1.8和第二傅立葉透鏡1.10組成第一發射望遠鏡系統，放大倍數為MA2。掃描雙面反射鏡1.6位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5的像面上，與焦距為fM1第一發射目鏡1.8的距離為l1。第二傅立葉透鏡1.10的焦距fB，第二被測激光通信終端1.11發射口徑與第二傅立葉透鏡1.10的距離為lB。
第一被測激光終端1.1的發射光場eA0(x，y)，通過第一傅立葉透鏡1.2進行傅立葉遠場變換，該第一傅立葉透鏡1.2后焦面上的光場分布為 其中將此傅立葉遠場波面經過第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5放大MA1倍后，掃描雙面反射鏡1.6的轉動角度為θ，則在距離第二傅立葉透鏡1.10距離為lB處產生的第一被測激光通信終端1.1發射的激光光束放大的和線性相位移的光學傅立葉變換光場 其中MA＝MA1MA2，
表示卷積運算。
在lA＝fA，l1＝fM1和lB＝fB時，(3)式中的相位二次項因子將不存在，簡化為 從(1)式和(4)式對比可以看出，令空間真實傳輸距離z＝fAMA時，UA(x，y)＝UA→B(x，y)。因此，在實驗室條件下可以實現光束從近場分布到遠場分布的變換，能夠模擬衛星的遠場遠距離傳輸的模擬。
光場UA→B(x，y)被第二被測激光通信終端1.11的主鏡收集，在該主鏡的焦面上產生該光場的光學傅立葉變換。設激光通信終端主鏡的焦距為fr2，其孔徑函數和傅立葉變換分別為ar2(x，y)和接收終端口徑相對于發射光斑很小，于是第二被測激光通信終端1.11的主鏡焦平面上的光場分布為 可見，這時第二被測激光通信終端1.11處于第一被測激光通信終端1.1的遠場區域，掃描雙面反射鏡1.6的偏轉將導致接收光斑的移動。
第二被測激光通信終端1.11發射口徑上的激光光束eB0(x，y)首先通過第二傅立葉透鏡1.10進行傅立葉遠場變換；第二傅立葉透鏡1.10的焦面位于第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13的入瞳面上，第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13由多級的雙透鏡4-f光學成像放大器組成，總放大倍數為MB1。第二發射目鏡1.15和第一傅立葉透鏡1.2組成第二發射望遠鏡系統，放大倍數為MB2。掃描雙面反射鏡1.6位于第二4-f光學成像放大器系統1.13的像面上，與焦距為fM2的第二發射目鏡1.15的距離為l2。
第二被測激光通信終端1.11發射的光場eB0(x，y)在宇宙空間傳輸幾千至幾萬公里后，其接收端的光場分布是發射端的夫瑯和費衍射 其中 為eB0(x，y)的傅立葉變換。
在自由空間實際遠距離傳輸條件下發射光斑很大(數十至數百米)，而第一被測激光通信終端的接收口徑一般為數百毫米，只能接收很小一部分的遠場光斑，因此可取則Kz為常數。
在本發明中第二被測激光終端1.11的發射光場eB0(x，y)，先通過第二傅立葉透鏡1.10進行傅立葉遠場變換，其透鏡后焦面上的光場分布為 其中將此傅立葉遠場波面經過第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13放大MB1倍后，掃描雙面反射鏡1.6的轉動角度為θ，則在距離第一傅立葉透鏡1.2距離為lA處產生的第二被測激光通信終端1.11發射的激光光束放大的和線性相位移的光學傅立葉變換光場 其中MB＝MB1MB2，
表示卷積運算。
在lA＝fA，l2＝fM2和lB＝fB時，(8)式中的相位二次項因子將不存在，可簡化為 從式(6)和式(9)對比可以看出，令空間真實傳輸距離z＝fBMB時，UB(x，y)＝UB→A(x，y)。因此，在實驗室內可以實現光束從近場分布到遠場分布的變換，能夠模擬衛星的遠場遠距離傳輸的模擬。
光場UB→A(x，y)被第一被測激光通信終端1.1的主鏡收集，在該主鏡的焦面上產生該光場的光學傅立葉變換。設激光通信終端主鏡的焦距fr1，其孔徑函數和傅立葉變換分別為ar1(x，y)和接收終端口徑相對于發射光斑很小，于是，第一被測激光通信終端1.1的主鏡焦平面上的光場分布為 可見，這時第一被測激光通信終端1.1處于第二被測激光通信終端1.11的遠場區域，掃描雙面反射鏡1.6的偏轉將導致接收光斑的移動。
掃描雙面反射鏡1.6的偏轉將同時產生第一被測激光通信終端1.1的接收光斑的移動和第二被測激光通信終端1.11的接收光斑的移動，即可以模擬兩個激光通信終端之間的相對運動。
下面是本發明裝置一個具體實施例的參數 假設激光通信鏈路是高軌衛星和低軌衛星之間，星間距離為45000km，第一被測激光通信終端和第二被測激光通信終端的口徑都為Φ250mm，主鏡焦距都為1m，激光發散度為20μrad，跟瞄精度為1μrad，檢測驗證的掃描角度為2°。
考慮雙向光路的對稱結構，第一傅立葉透鏡1.2和第二傅立葉透鏡1.10的設計完全相同，口徑相同都為Φ600mm，遠大于激光通信終端的口徑，焦距相同(fA＝fB＝10m)；第一中心采樣4-f光學成像放大器系統1.5和第二中心采樣4-f光學成像放大器系統1.13都為三級結構相同的雙透鏡4-f光學成像放大器級聯組成的，放大倍數和結構完全相同(MA1＝MB1＝100×100×90)。第一級中心采樣4-f光學成像放大系統的放大倍數為100倍，目鏡口徑為Φ30mm，焦距為90mm，相對口徑為
物鏡口徑為Φ30mm，焦距為9m，小孔光闌尺寸取為0.3mm；第二級中心采樣4-f光學成像放大系統的放大倍數為100倍，目鏡口徑為Φ30mm，焦距為90mm，物鏡口徑為Φ30mm，焦距為9m，小孔光闌尺寸取為3mm；第三級中心采樣4-f光學成像放大系統的放大倍數為90倍，目鏡口徑為Φ30mm，焦距為90mm，物鏡口徑為Φ30mm，焦距為8.1m，小孔光闌尺寸取為5mm。
第一發射望遠鏡系統和第二發射望遠鏡系統都為雙透鏡組成的光學成像放大系統，其結構完全相同(MA2＝MB2＝5)，第一發射目鏡1.8和第二發射目鏡1.15的口徑都為Φ300mm，焦距都為2m。
第一反射鏡1.4和第三反射鏡1.12的口徑都為Φ200mm；第二反射鏡1.7和第四反射鏡1.14的口徑都為Φ400mm；第一波分透反鏡1.3和第二波分透反鏡1.9口徑都為Φ300mm；掃描雙面反射鏡1.6兩面通光，口徑為Φ200mm，偏轉角度2θ＝MA2×2°＝10°。
經試驗表明，本發明裝置可以在實驗室有限的空間內保證兩個衛星激光通信終端都一定處于對方的光學遠場區域并產生相互的平動，以模擬衛星的相互運動。本發明可應用于衛星激光通信終端的光學捕獲跟瞄性能和通信性能的實驗室檢測，對于空間激光通信終端的研制和發展具有很大的應用價值。
權利要求
1、一種衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，特征在于其構成包括第一被測激光通信終端(1.1)和第二被測激光通信終端(1.11)，第一被測激光通信終端(1.1)發射波長為λ1的激光光束先經過第一傅立葉透鏡(1.2)，透過第一波分透反鏡(1.3)，由第一反射鏡(1.4)反射后，通過第一中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.5)，由掃描雙面反射鏡(1.6)的第一反射面反射、第二反射鏡(1.7)反射，進入第一發射目鏡(1.8)，由第二波分透反鏡(1.9)反射后的光束再通過第二傅立葉透鏡(1.10)抵達第二被測激光通信終端(1.11)；
第二被測激光通信終端(1.11)發射激光波長為λ2的光束先通過第二傅立葉透鏡(1.10)，透過第二波分透反鏡(1.9)，由第三反射鏡(1.12)反射后，通過第二中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.13)，再由所述的掃描雙面反射鏡(1.6)的第二反射面反射，經第四反射鏡(1.14)反射，進入第二發射目鏡(1.15)，由第一波分透反鏡(1.3反射后的光束，再通過第一傅立葉透鏡(1.2)抵達第一被測激光通信終端(1.1)；
所述的第一波分透反鏡(1.3)對波長為λ1的激光高透，對波長為λ2的激光高反；所述的第二波分透反鏡(1.9)對波長為λ1的激光高反，對波長為λ2的激光高透；
所述的第一反射鏡(1.4)和第二反射鏡(1.7)對于波長λ1光束高反，第三反射鏡(1.12)和第四反射鏡(1.14)對于波長λ2的光束高反；
所述的掃描雙面反射鏡(1.6)的第一反射鏡面對于波長λ1光束高反，第二反射鏡面對于波長λ2光束高反；
所述的第一傅立葉透鏡(1.2)的后焦面位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.5)的入瞳面上，第二傅立葉透鏡(1.10)的后焦面位于第二中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.13)的入瞳面上。
2、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的第一中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.5)和第二中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.13)是由N級的雙透鏡組構成的中心采樣4-f光學成像放大器級聯組成，放大倍率M＝M1×M2…×MN，其中N≥2，M1、M2、…、Mi、…MN分別為第一級、第二級…第N級中心采樣4-f光學成像放大器的放大倍率，滿足fi1和fi2分別為第i級光學放大器的目鏡和物鏡的焦距，i＝1、2、3…N；第i-1級中心采樣4-f光學成像放大器的出瞳面與第i級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳面重合，在每一級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳面上均放置小孔光闌；所述的第N級中心采樣4-f光學成像放大器的目鏡和物鏡的口徑dN1和dN2以及相應入瞳面的小孔光闌口徑ФN滿足dN1≈dN2，dN1＞ФN。
3、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的第一波分透反鏡放在第一傅立葉透鏡之前，相應的第二波分透反鏡放在第二傅立葉透鏡之后。
4、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的第一發射目鏡和第二傅立葉透鏡組成第一發射望遠鏡系統，第二傅立葉透鏡為第一發射望遠鏡系統的發射主鏡；所述的第二發射目鏡和第一傅立葉透鏡組成第二發射望遠鏡系統，第一傅立葉透鏡為第二發射望遠鏡系統的發射主鏡。
5、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的掃描雙面反射鏡位于第一發射望遠鏡系統的入瞳面處，或位于第一發射目鏡與第二傅立葉透鏡間的焦點之前或之后一段距離；所述的掃描雙面反射鏡位于第二發射望遠鏡系統的入瞳面處，或位于第二發射目鏡與第一傅立葉透鏡間的焦點之前或之后一段距離。
6、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的掃描雙面反射鏡具有繞兩個正交轉動軸轉動的機構，該機構為二維電動的精密調整架，或電機或其他驅動器驅動撥桿旋轉雙面反射鏡的機構。
7、根據權利要求1所述的衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，其特征在于所述的掃描雙面反射鏡(1.6)同時位于第一中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.5)的像面上和第二中心采樣4-f光學成像放大器系統(1.13)的像面上且lA＝fA，l1＝fM1、lB＝fB和l2＝fM2，其中
fA為第一傅立葉透鏡(1.2)的焦距，fB為第二傅立葉透鏡(1.10)的焦距，
l1為掃描雙面反射鏡(1.6)與第一發射目鏡(1.8)的距離，
l2為掃描雙面反射鏡(1.6)與第二發射目鏡(1.15)的距離，
fM1為第一發射目鏡(1.8)的焦距，fM2為第二發射目鏡(1.15)的焦距，
lB為第二被測激光通信終端(1.11)發射口徑與第二傅立葉透鏡(1.10)的距離，
lA為第一被測激光通信終端(1.1)發射口徑與第一傅立葉透鏡(1.2)的距離。
全文摘要
一種衛星激光通信雙終端雙向遠距離傳輸模擬與地面檢測裝置，該裝置利用空間雙通道結構實現光束的獨立的正逆向雙向傳播。采用長焦距傅立葉透鏡實現光學傅立葉遠場變換，采用多級級聯的中心采樣4-f光學成像放大器模擬光場遠距離傳輸，并采用掃描雙面反射鏡實現光路中雙通道同角度反向掃描的原理模擬衛星之間相對運動。本發明可在實驗室空間尺度下實現光束從近場分布到遠場分布的轉換，能夠同時模擬兩個被測激光通信終端的相互遠場運動。主要用于兩個衛星激光通信終端的雙向瞄準、捕獲和跟蹤及通信性能的地面檢測與驗證。
文檔編號G02B13/00GK101309112SQ20081004021
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者閆愛民, 王利娟, 孫建鋒, 劉立人 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所