Способ модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями



Способ модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями
Способ модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями
H04B10/112 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)
G02B26/00 - Оптические устройства или приспособления с использованием подвижных или деформируемых оптических элементов для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, например, переключение, стробирование, модуляция (механически управляемые конструктивные элементы осветительных устройств для управления направлением света F21V; специально предназначенные для измерения характеристик света G01J; устройства или приспособления, оптические функции которых изменяются при изменении оптических свойств среды в этих устройствах или приспособлениях, G02F 1/00; управление светом вообще G05D 25/00; управление источниками света H01S 3/10,H05B 37/00-H05B 43/00)

Владельцы патента RU 2678918:

ООО "Ботлихский радиозавод" (RU)

Способ относится к области передачи информации и касается способа модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями. Способ включает в себя использование расположенного в одной плоскости набора прямоугольных тетраэдров с взаимно перпендикулярными зеркальными отражающими плоскостями. Со стороны, противоположной отражающим плоскостям, к нему прикреплен кодово-импульсный кварцевый резонатор, который в результате подачи цифровой информации в виде электрических импульсов осуществляет формирование механических вибраций в соответствии с пьезоэффектом для изменения частоты отраженного лазерного излучения в соответствии с эффектом Доплера. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления и обеспечении возможности передачи цифровой информации с микроспутника по переотраженному лучу. 2 ил.

 

Способ относится к технике связи и может быть использован для передачи цифровой информации от микроспутника.

Известен уголковый отражатель [1], выполненный в виде тетраэдра с тремя металлизированными отражающими гранями, в котором два двугранных угла равны π/2, а третий - π/2(S+1), где s 1, 2, 3, 4. Длины его ребер R1, R2, R3 выбраны из соотношения R1:R2:R3=а:а:1. Известен также призменный уголковый отражатель [2], выполненный в виде трехгранной пирамиды, двугранные углы между боковыми отражающими гранями которой также равны π/2, π/2 и π/2(S+1), где S - целое положительное число, ребра отражателя выполнены с размерами Р1 и Р2, определяемыми из математических соотношений. Показатель преломления материала отражателя также определяется из приведенного соотношения. Известные уголковые отражатели используются для обеспечения отражения лазерного излучения от различных объектов, в том числе спутников Земли, строго в обратном направлении.

Недостатком известных технических решений является то, что отсутствует возможность передачи цифровой информации от микроспутника по отраженному лазерному лучу.

Целью данного способа модуляции является передача от микроспутника по переотраженному от уголкового отражателя лазерному лучу цифровой информации.

Это достигается тем, что со стороны противоположной отражающим плоскостям, прикреплен кодово-импульсный кварцевый резонатор, который в результате подачи цифровой информации в виде электрических импульсов будет осуществлять формирование механических вибраций в соответствии с пьезоэффектом для изменения частоты отраженного лазерного излучения в соответствии с эффектом Доплера.

На фиг. 1 изображен фрагмент элементарной ячейки уголкового отражателя с кодово-импульсным кварцевым резонатором отраженного лазерного луча для передачи цифровой информации от микроспутника. Лазерный луч после однократного, двукратного или трехкратного переотражения (зависит от ориентации уголкового отражателя относительно луча) будет направлен обратно к наземной станции связи. Отражающие поверхности 1 находятся в физическом контакте с кварцевым резонатором 2.

На фиг. 2 изображена батарея элементарных ячеек для повышения эффективности работы уголкового отражателя.

Способ реализуется следующим образом. Наземный лазер осуществляет сканирование участка неба в зоне предполагаемого нахождения микроспутника. При попадании лазерного луча на уголковый отражатель произойдет его обратное переотражение в сторону излучающего лазера. При получении отраженного луча, наземная станция осуществляет передачу цифровой информации на микроспутник по лазерному лучу в оптической форме. Затем, наземная станция переключается на прием цифровой информации. Для этого луч лазера осуществляет непрерывную подсветку уголкового отражателя. Бортовой компьютер микроспутника подает в цифровом виде информацию на кодово-импульсный кварцевый резонатор, который при воздействии электрических импульсов, преобразует их в механические колебания кристаллов, а те, в свою очередь, воздействуют на отражающие поверхности уголкового отражателя. В результате, отраженный лазерный луч будет промодулирован в соответствии с эффектом Доплера, что позволит с высоким быстродействием передать значительное количество информации от микроспутника на наземную станцию связи. Дополнительным преимуществом является высокая энергоэффективность такого способа модуляции лазерного луча, т.к. вместо энергопотребляющего приемо-передающего устройства и антенной системы с изменением диаграммы направленности для предлагаемого способа модуляции потребуется минимальная электрическая энергия для воздействия на кварцевый резонатор. Это позволит уменьшить энергопотребление микроспутника с целью перенаправления высвободившейся энергии для выполнения других функций.

Недостатком предлагаемого способа модуляции лазерного луча является зависимость от погодных условий, которые могут повлиять на параметры лазерного луча. Однако в случае глобального развертывания такого способа модуляции лазерного луча для орбитальной группировки микроспутников, можно будет осуществить развертывание оптической линии связи между всеми микроспутниками и передачу информации от них на ту наземную станцию связи, которая будет находиться в благоприятных погодных условиях.

Литература

1. Патент РФ №2020668. Уголковый отражатель / Титов А.Д. Опубл. 30.09.1994.

2. Патент РФ №2101740. Призменный уголковый отражатель / Титов А.Д. Опубл. 10.01.1998.

Способ модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями, реализуемый расположенными в одной плоскости набором прямоугольных тетраэдров с взаимно перпендикулярными зеркальными отражающими плоскостями, отличающийся тем, что со стороны, противоположной отражающим плоскостям, прикреплен кодово-импульсный кварцевый резонатор, который в результате подачи цифровой информации в виде электрических импульсов будет осуществлять формирование механических вибраций в соответствии с пьезоэффектом для изменения частоты отраженного лазерного излучения в соответствии с эффектом Доплера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов связи.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении качества связи.

Изобретение относится к аналоговой оптической связи и может быть использовано для передачи аналоговых сигналов в условиях помех от работы мощных импульсных электрофизических установок, а также для передачи аналоговых сигналов на дальние расстояния (несколько километров).

Изобретение относится к радиофотонике, в том числе к технике приема слабых широкополосных радиосигналов, например, от антенн и антенных решеток. Заявленный радиофотонный широкополосный приемный тракт на основе ММШГ-модулятора с подавлением собственных шумов лазера содержит лазер, оптическую линию передачи, устройство оптической связи с ММШГ-модулятором, источник модулирующего радиосигнала (антенну), ММШГ-модулятор и оптический фильтр.

Изобретение относится к области обеспечения информационной безопасности переговоров в выделенных помещениях путем нейтрализации каналов утечки речевой информации через волоконно-оптические линии и может быть использовано в системах защиты конфиденциальной речевой информации.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для обеспечения информационной безопасности переговоров в выделенных помещениях от угроз утечки акустической (речевой) информации через волоконно-оптические коммуникации.

Изобретение относится к радиофотонике, в том числе к технике передачи мощных широкополосных радиосигналов по волоконно-оптическим линиям связи к антеннам и антенным решеткам.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для ретрансляции информации через спутниковые ретрансляторы. Технический результат состоит в увеличении пропускной способности межспутникового тракта за счет применения лазерной связи.

Изобретение относится к технике связи, в частности к способам передачи информации по линиям связи, а именно к низкоскоростной передаче данных по оптическим волокнам кабельных линий.Технический результат состоит в расширении области применения.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиофотонике, и может быть использовано при конструировании систем возбуждения антенн и антенных решеток для связи, радиолокации и радиоэлектронной борьбы.

Группа изобретений относится к активным волоконным световодам с полностью волоконными вводом излучения накачки в первую оболочку. Волоконный световод-конус для усиления оптического излучения содержит сердцевину из кварцевого стекла, легированного ионами редкоземельных элементов и дополнительными легирующими добавками (например, Ge, Al, Р, F, В), взятыми вместе или по отдельности, при этом диаметр сердцевины увеличивается по длине световода.

Изобретение относится к лазерной технике. Волоконный лазер, генерирующий сверхкороткие импульсы, содержит волоконный усилитель, вытянутый в свободном пространстве и характеризующийся наличием многомодовой (ММ) светонесущей легированной сердцевины, которая направляет импульсы субнаносекундной длительности одномодового (ОМ) линейно-поляризованного сигнального светового пучка в направлении распространения.

Изобретение относится к лазерной технике. Азотный лазер, возбуждаемый продольным электрическим разрядом, содержит цилиндрическую секционированную разрядную трубку с азотом, включающую электроды для зажигания продольного электрического разряда, зарядный и разрядный контуры для импульсного питания разряда и резонатор для формирования лазерного пучка.

Изобретение относится к лазерной технике. Активный элемент твердотельного лазера выполнен из прозрачного материала в виде полого тонкостенного цилиндра, высота которого много меньше его внутреннего и внешнего диаметров.

Изобретение относится к лазерной технике. Способ стабилизации длины волны узкополосного волоконного лазера заключается в том, что подавляют возникающий модовый перескок, выравнивая скорости изменения собственной частоты кольцевого резонатора узкополосного волоконного лазера и центральной частоты отражения волоконной брегговской решетки, термостатируя основание узкополосного волоконного лазера нагревательным элементом при температуре основания кольцевого волоконного лазера выше температуры окружающей среды, при этом нагрев основания осуществляют неравномерно с уменьшением температуры от центра к периферии основания, определяя распределение температуры по поверхности основания 1 из математического соотношения, а охлаждение основания узкополосного волоконного лазера производят через радиатор с воздушным охлаждением.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к способам настройки оптических резонаторов, содержащих выходное и заднее зеркала с плоскими либо со сферическими рабочими поверхностями и уголковый отражатель, и может быть использовано при создании лазерной техники и оптических приборов, сохраняющих свою работоспособность при воздействии механических и термических нагрузок.

Изобретение относится к лазерной технике. СО2-лазер включает неустойчивый лазерный резонатор в виде первого оптического резонатора, имеющего полупрозрачное выходное зеркало, лазерную среду в неустойчивом резонаторе лазера, и средство для возбуждения лазерной среды.

Способ формирования пакетов лазерных импульсов заключается в повторяющемся разделении лазерного импульса на два импульса, которые задерживаются во времени друг относительно друга и затем объединяются обратно.

Изобретение относится к лазерной технике. Способ герметизации блока охлаждения активного элемента в твердотельном лазере включает два этапа: установку трубки для активного элемента и установку активного элемента в трубку, на первом этапе устанавливают трубку с прижимами и уплотнениями, на втором этапе устанавливают активный элемент в трубку, прижимы и уплотнения активного элемента.

Изобретение относится к лазерной технике. Способ селекции поперечных мод многомодового волоконного лазера включает использование брэгговских решеток, при этом выполненных с равными резонансными длинами волн отражения излучения, соответствующими селектируемой поперечной моде многомодового волоконного световода; формирование торца выходного многомодового волоконного световода с углом более 8°между осью световода и нормалью к торцевой поверхности выходного световода, расположенного после выходной волоконной брэгговской решетки.

Группа изобретений относится к лазерной технике. Способ генерирования фемтосекундных ультрафиолетовых лазерных импульсов, реализуемый соответствующей системой, включает направление на нелинейный оптический кристалл первого лазерного импульса, имеющего основную длину волны в ближней инфракрасной области электромагнитного спектра, при этом первый лазерный импульс имеет длительность импульса менее 1000 фемтосекунд.

Способ относится к области передачи информации и касается способа модуляции лазерного луча кварцевым резонатором с уголковыми отражателями. Способ включает в себя использование расположенного в одной плоскости набора прямоугольных тетраэдров с взаимно перпендикулярными зеркальными отражающими плоскостями. Со стороны, противоположной отражающим плоскостям, к нему прикреплен кодово-импульсный кварцевый резонатор, который в результате подачи цифровой информации в виде электрических импульсов осуществляет формирование механических вибраций в соответствии с пьезоэффектом для изменения частоты отраженного лазерного излучения в соответствии с эффектом Доплера. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления и обеспечении возможности передачи цифровой информации с микроспутника по переотраженному лучу. 2 ил.

Наверх