CN117792516A - 一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置，所述接收方法包括通过多芯光纤判断光信号的光强分布和接收光信号，所述多芯光纤中至少包括一根用于接收光信号的信号纤芯，所述多芯光纤中包括若干根用于判断光信号的光强分布的辅助纤芯；当光信号聚焦在多芯光纤的接收端面上并进入纤芯后，通过探测辅助纤芯内光强，拟合出光信号在多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置，并反馈至伺服机构，伺服机构调整光信号位置，使光信号进入信号纤芯。通过上述方法简化了接收系统结构，降低了各器件间位置精度要求，同时提升了系统稳定性。

Description

一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置

本申请要求于2023年9月13日提交的、申请号为202311180578.5的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置。

背景技术

自由空间光通信(FSO)技术是一种基于自由空间光信号传输进行通信的技术，采用激光为载体承载高速光信号、并以空气为介质的无线传输技术。在自由空间光通信方式中需要一套捕获、指向、跟踪(APT)系统来完成光信号从发出端到接收端传输链路的建立。

APT系统通常会将信号光耦合进入光纤中，以供后续的信息处理、探测。信标光主要作为APT系统中提取误差信号的光源，一般采用高精度CCD、CMOS等传感器完成信标光误差信号提取。APT系统的精跟踪结构中，传感器与信号光接收光纤端部的空间位置镜像对称；共轴的信号光和信标光通过压电偏转镜反射，再经二相色镜分光，信标光聚焦在传感器上，信号光聚焦在光纤端面；传感器根据信标光感应位置给出误差信号，通过压电偏转镜转动实现信号光指向角的精细调控，从而实现信号光向光纤纤芯的耦合。

传感器的感应面上存在与光纤纤芯端面对应的目标点；由于信号光和信标光始终保持不变的共轴关系，信标光聚焦在传感器感应面上的位置与目标点之间相对位置关系也就对应着信号光聚焦在光纤端面上的位置与纤芯端面的位置关系，从而根据传感器感应面感应到的信标光的位置，即可给出信号光聚焦在光纤端面上的位置与纤芯端面间的偏差。

然而，自由空间光通信时，由于振动、温湿度、压强变化等，APT系统中的二相色镜角度，以及光纤端面和传感器之间的相对位置变化后，传感器感应面上目标位置点与光纤纤芯相对位置将发生改变，因而无法给出准确的误差信号，进而导致信号光无法精准耦合至光纤纤芯中。

发明内容

本申请提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置，以简化接收系统结构，降低各器件间位置精度要求，同时提升了系统稳定性。

第一方面，本申请提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，所述接收方法包括：

通过多芯光纤判断光信号的光强分布和接收光信号，所述多芯光纤中至少包括一根用于接收光信号的信号纤芯，所述多芯光纤中包括若干根用于判断光信号光强分布的辅助纤芯；

当光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上并进入纤芯后，通过探测辅助纤芯内的光强分布，拟合出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置，并反馈至伺服机构；

利用所述伺服机构调整光信号的位置，使光信号进入所述信号纤芯。

优选的，所述接收方法还包括：

将所述多芯光纤中的每根所述辅助纤芯分别连接一个传感器；

利用所述传感器探测与其连接的所述辅助纤芯中的光强分布。

优选的，所述传感器与处理电路连接；

所述接收方法还包括：

将测得的所述辅助纤芯中的光强分布传输至处理电路；

所述处理电路根据所述辅助纤芯中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置。

优选的，所述处理电路与所述伺服机构连接；

所述接收方法还包括：

根据光信号光斑中心的当前位置、所述当前位置与所述信号纤芯接收端面之间的距离，生成控制信号并反馈给所述伺服机构；

所述伺服机构根据所述控制信号将光信号的位置调整至所述信号纤芯的接收端面上。

优选的，所述伺服机构包括压电偏转镜；

所述接收方法还包括：

利用所述压电偏转镜将光信号反射至所述多芯光纤的接收端面上；通过控制所述压电偏转镜的偏转角度，改变反射后的光信号角度，以此调整反射后的光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置。

优选的，所述伺服机构包括两轴直线运动模组，所述多芯光纤的接收端固定在所述两轴直线运动模组的滑台上；

所述接收方法还包括：

利用所述两轴直线运动模组带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置。

优选的，所述伺服机构包括二维压电纳米定位台，所述多芯光纤的接收端固定在定位台上；

所述接收方法还包括：

利用所述二维压电纳米定位台带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上的位置。

优选的，所述光信号包括但不限于波长不同、共轴传输的信号光和信标光，所述信号光用以传输信息；

所述接收方法还包括：

根据所述多芯光纤中所述信标光的光强分布拟合计算出所述信号光的位置分布。

优选的，所述光信号包括但不限于单一光束。

第二方面，本申请还提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收装置，所述接收装置包括：

多芯光纤，所述多芯光纤中包括至少一根用于接收光信号的信号纤芯和若干根用于判断光信号的光强分布的辅助纤芯；

处理电路，所述处理电路与所述多芯光纤连接，所述处理电路用于根据所述辅助纤芯中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置；根据光信号光斑中心的当前位置和所述当前位置与所述信号纤芯端面之间的距离，生成控制信号并反馈给伺服机构；

伺服机构，所述伺服机构分别与所述多芯光纤和所述处理电路连接，所述伺服机构用于根据所述控制信号将光信号的位置调整至所述信号纤芯的接收端面上。

本申请提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法及装置，所述接收方法包括通过多芯光纤判断光信号的光强分布和接收光信号，所述多芯光纤中至少包括一根用于接收光信号的信号纤芯，所述多芯光纤中包括若干根用于判断光信号的光强分布的辅助纤芯；当光信号聚焦在多芯光纤的接收端面上并进入纤芯后，通过探测辅助纤芯内光强，拟合出光信号在多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置，并反馈至伺服机构，伺服机构调整光信号位置，使光信号进入信号纤芯。本发明优点在于光信号向信号纤芯输入端耦合时，光信号可以同时起到传输信息以及定位耦合的作用，即可完成光信号向光纤信号纤芯耦合，从而简化了整体自由空间光通信的光路，降低成本；光信号向信号纤芯输入端耦合时，每一个辅助纤芯接收端面中心与信号纤芯接收端面中的位置关系不受外界振动、压强、温湿度的变化等因素影响，同样的，每一个辅助纤芯与其对应的传感器固定连接不易受外界振动、压强、温湿度的变化等因素影响，只要能将光信号聚焦在任一辅助纤芯的接收端面上，就可以精准的将光信号耦合进信号纤芯中，过上述方法简化了接收系统结构，降低了各器件间位置精度要求，同时提升了系统稳定性，因而整套装置环境适应性强，可应用于更多场景中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法的流程图；

图2为本申请中多芯光纤与传感器的连接示意图；

图3为本申请中压电偏转镜调整光信号聚焦在多芯光纤接收端面的示意图；

图4为本申请两轴直线运动模组调整光信号聚焦在多芯光纤接收端面的示意图；

图5为图4中部分结构的左视示意图；

图6为本申请光信号聚焦多芯光纤接收端面的示意图。

图例说明：

1-多芯光纤；11-信号纤芯；12-辅助纤芯；2-光斑；3-传感器；4-聚焦透镜；5-压电偏转镜；6-两轴直线运动模组；61-第一直线导轨；62-第二直线导轨；611-第一滑块；621-第二滑块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法的流程图。

参见图1可知，本实施例提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，所述接收方法包括：

S100，通过多芯光纤判断光信号的光强分布和接收光信号，所述多芯光纤中至少包括一根用于接收光信号的信号纤芯，所述多芯光纤中包括若干根用于判断光信号光强分布的辅助纤芯，具体的，在本实施例中，所述多芯光纤中的每根所述辅助纤芯分别连接一个传感器，通过所述传感器探测与其连接的所述辅助纤芯中的光强分布。

其中，所述传感器上还集成有处理电路，所述传感器将测得的所述辅助纤芯中的光强分布传输至处理电路。

本实施例利用辅助纤芯和信号纤芯的协同作用，替代现有技术中相对固定设置的CMOS，避免了因环境因素导致光纤端面和传感器之间的出现无法预测的位置变化，使得光信号无法准确进入光纤纤芯的问题。

所述接收方法还包括：

S200，当光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上并进入纤芯后，通过探测辅助纤芯内的光强分布，拟合出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置，并反馈至伺服机构，具体的，在本实施例中，通过集成在所述传感器上的处理电路并根据所述辅助纤芯中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置。

需要说明的是，所述光信号光斑中心的当前位置可以预设的光斑位置获取设备获取。

需要说明的是，所述光信号包括但不限于波长不同、共轴传输的信号光和信标光，所述信号光用以传输信息，且所述光信号包括但不限于单一光束。根据所述多芯光纤中所述信标光的光强分布拟合计算出所述信号光的位置分布。

所述接收方法还包括：

S300，利用所述伺服机构调整光信号的位置，使光信号进入所述信号纤芯，具体的，在本实施例中，所述处理单路还根据光信号光斑中心的当前位置、所述当前位置与所述信号纤芯接收端面之间的距离，生成控制信号并反馈给所述伺服机构，其中，所述控制信号用于将光信号的位置调整至所述信号纤芯的接收端面上，以此实现光信号与光纤纤芯的精准耦合。

其中，所述伺服机构调整光信号的位置的具体实现手段及设备如下：

所述伺服机构包括压电偏转镜，通过所述压电偏转镜将光信号反射至所述多芯光纤的接收端面上；通过控制所述压电偏转镜的偏转角度，改变反射后的光信号角度，以此调整反射后的光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置，具体的，在本实施例中，通过调节所述压电偏转镜的角度，实现将光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置，其中考虑到光信号光斑是具有一定范围的区域，因此在本实施例中还可设置聚焦透镜，使所述光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置变得更加准确。

其中，为了进一步提升光信号接收的操作流畅性和准确度，本实施例将所述伺服机构设置成包括两轴直线运动模组的结构，并将多芯光纤的接收端固定在所述两轴直线运动模组的滑台上，并通过所述两轴直线运动模组带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置。

其中，所述伺服机构还可包括二维压电纳米定位台，所述多芯光纤的接收端固定在定位台上，通过所述二维压电纳米定位台带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上的位置。

需要说明的是，在本实施例中，所述二维压电纳米定位台和所述两轴直线运动模组的滑台起到同样的作用，但二维压电纳米定位台具有更高的稳定性，对光信号聚焦位置的调整的准确性起到进一步的提升效果。

根据图2-图6可知，本实施例还提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收装置，所述接收装置包括：

多芯光纤1，所述多芯光纤1中包括至少一根用于接收光信号的信号纤芯11和若干根用于判断光信号的光强分布的辅助纤芯12，具体的，在本实施例中，所述辅助纤芯12和所述信号纤芯11的协同作用是本实施例的核心所在，通过辅助纤芯12辅助所述信号纤芯11接收光信号，可极大的提升光信号接收的稳定性及效率。

所述接收装置还包括：

处理电路，所述处理电路与所述多芯光纤1连接，所述处理电路用于根据所述辅助纤芯12中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤1接收端面上聚焦光斑2的中心位置；根据光信号光斑2中心的当前位置和所述当前位置与所述信号纤芯11接收端面之间的距离，生成控制信号并反馈给伺服机构，具体的，在本实施例中，所述处理电路集成在所述多芯光纤1的传感器3上，所述处理电路用于获取所述传感器3获取到所述辅助纤芯中的光强分布，并根据所述光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤1接收端面上聚焦光斑2的中心位置，以此确定光斑2中心此时的位置，通过所述光斑2中心的当前位置和所述当前位置与所述信号纤芯11接收端面之间的距离，便可以生成用于驱动伺服机构的控制信号。

伺服机构，所述伺服机构分别与所述多芯光纤1和所述处理电路连接，所述伺服机构用于根据所述控制信号将光信号的位置调整至所述信号纤芯11的接收端面上，具体的，在本实施例中，所述伺服机构包括压电偏转镜5、两轴直线运动模组6和/或二维压电纳米定位台，通过所述压电偏转镜5的角度调整、所述两轴直线运动模组6和/或二维压电纳米定位台的二维位置调整，实现将光信号的位置调整至所述信号纤芯11的接收端面上。

需要说明的是，所述伺服机构在附图中并没有实际标注，但所述压电偏转镜5、两轴直线运动模组6和/或二维压电纳米定位台均是伺服机构的一部分。

其中，所述两轴直线运动模组6包括第一直线导轨61、第二直线导轨62、第一滑块611和第二滑块621，通过所述第一滑块611在所述第一直线导轨61上的位置变化和所述第二滑块621在所述第二直线导轨62上的位置变化，实现将光信号的位置调整至所述信号纤芯11的接收端面上。

其中，所述接收装置还包括聚焦透镜4，通过设置在所述压电偏转镜5和多芯光纤1之间的所述聚焦透镜4聚焦光信号。

示例性的，如下为本实施例中接收方法的实施示例：

光信号耦合时，为简化系统结构，降低各器件之间的相对位置稳定性要求，本发明提供一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，采用多芯光纤1进行自由空间光信号的接收；

将多芯光纤1的至少一根纤芯作为接收光信号的信号纤芯11，将光信号聚焦在多芯光纤1的接收端面上，光信号进入多芯光纤1的纤芯后，探测纤芯中光信号的光强分布，并根据所述光强分布拟合计算出所述光信号在多芯光纤1的接收端面上聚焦光斑2的中心位置并反馈至伺服机构，伺服机构调整光信号聚焦在多芯光纤1输入端的信号纤芯11端面，光信号进入信号纤芯11。

实施例1

本实施例中，光纤接收光信号的方法包括，

多芯光纤1，该多芯光纤1的纤芯包括信号纤芯11及分布在信号纤芯11周围的6根辅助纤芯12，信号纤芯11的输入端和辅助纤芯12的输入端均位于多芯光纤1的的接收端，并且信号纤芯11的接收端面、辅助纤芯12的接收端面与多芯光纤1的接收端面平齐；光信号在向多芯光纤1耦合前，由于光信号的强度有限，要采用聚焦器件对光信号聚焦，光信号经聚焦器件聚焦，在多芯光纤1的接收端面形成光斑2；聚焦器件的焦点位于多芯光纤1的接收端面中心；聚焦器件采用凸透镜，凸透镜固定在平行于多芯光纤1接收端面的位置。

多芯光纤1的接收端面上，光信号聚焦的光斑2覆盖任一纤芯接收端面，光信号即可耦合进入该纤芯；若光信号聚焦的光斑2直接覆盖在信号纤芯11的接收端面上时，光信号进入信号纤芯11，也即完成了光纤接收光信号；若覆盖任一辅助纤芯12接收端面，光信号进入该辅助纤芯12，由于每个辅助纤芯12与信号纤芯11的输入端的相对位置不同，则需要伺服机构将光信号聚焦在辅助纤芯12接收端面上的光斑2调整至信号纤芯11接收端面上。

为了明确光信号聚焦的光斑2位于多芯光纤1的接收端面的位置信息，在每个辅助纤芯12的输出端固定传感器3，传感器3用以感应辅助纤芯12输出的光强分布信息；当光信号经辅助纤芯12传输至其连接的传感器3，传感器3即可感应到的光信号的光强分布信息。光信号聚焦的光斑2近似为一个圆，光信号聚焦的光斑2中，与其中心的距离越大，光强越弱；那么，根据传感器3感应到的光强信息，确定辅助纤芯12中传输的光信号的光强分布信息，即确定光信号光斑2覆盖辅助纤芯12的部分(光信号光斑2进入纤芯的部分)光强分布，再由辅助纤芯12在接收端面的位置，也就可以计算出光信号在接收端面上的光斑2中心。

另外，光信号聚焦在多芯光纤1的的接收端面上，多芯光纤1中纤芯的间距越小越好，避免光信号聚焦的光斑2只是位于纤芯接收端面间的间隙上，最好能保证所述光信号聚焦在多芯光纤1接收端面上的光斑2与多芯光纤1的至少一个纤芯接收端面存在部分重合，那么光信号必然会进入信号纤芯11或者辅助纤芯12，可以提高光信号向信号纤芯11耦合的效率。

若是光信号直接进入信号纤芯11，那么也就直接实现了光信号的耦合；若是光信号进入任一根辅助纤芯12中，传感器3能够检测光信号，处理电路根据传感器3的信号控制伺服机构工作，以调整光信号聚焦在信号纤芯11的接收端面。

光信号聚焦的光斑2不是正好落在信号纤芯11接收端面上时，需要通过伺服机构改变光信号在多芯光纤1的接收端面上聚焦的光斑2中心的位置；这里，伺服机构采用压电偏转镜5，将压电偏转镜5固定在光信号空间传输的光路上，使得光信号照射到压电偏转镜5的反射镜上，再由其反射镜将光信号反射到凸透镜处，那么压电偏转镜5控制其反射镜偏转，调整反射后的光信号相对于凸透镜的角度，从而调整光信号聚焦在多芯光纤1接收端面上的位置。

本实施例处理电路的数据计算处理采用单片机，由于每个辅助纤芯12的输出端只连接一个传感器3，那么传感器3与辅助纤芯12存在一一对应关系，传感器3探测辅助纤芯12中的光强分布，也就可以确定光信号光斑2进入辅助纤芯12的区域的光强分布，从而对光斑2进行拟合计算，确定光信号聚焦的光斑2中心在接收端面的位置。

单片机与多个传感器3连接，计算模块接收传感器3感应的光强信息，确定光信号聚焦的光斑2与信号纤芯11接收端面的位置关系；单片机连接伺服机构，单片机控制伺服机构对光信号在多芯光纤1的接收端上的聚焦位置进行调整。

为了伺服机构能够准确的调整光信号聚焦在信号纤芯11，首先要测量每个辅助纤芯12接收端面与信号纤芯11接收端面的位置关系，具体的，测量每个辅助纤芯12接收端面中心与信号纤芯11接收端面中心的距离；以及每个辅助纤芯12接收端面中心相对于信号纤芯11接收端面中心的方位。

上述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法：

1)光信号经空间光路传输至压电偏转镜5的反射镜上，反射镜将光信号反射至凸透镜，光信号被凸透镜聚焦在多芯光纤1的接收端面，如果光信号聚焦的光斑2聚焦在某一个辅助纤芯12的接收端面上，那么光信号就会进入该辅助纤芯12，并且该辅助纤芯12会将进入的光信号传输至其输出端连接的传感器3；

2)传感器3感应光信号的光强信息，并将光强信息传输至计算模块；

3)根据存储模块中传感器3与辅助纤芯12的一一对应信息，计算模块确定发出光强信息的传感器3，确定传输光信号的辅助纤芯12；

4)辅助纤芯12的接收端面以及其输出端面也存在着对应的关系，根据传感器3感应到的光强信息，可以确定辅助纤芯12输出端面输出光信号的区域，这个区域也就对应着光信号聚焦的光斑2覆盖辅助纤芯12接收端面的部分，计算模块根据感应到的光强信息，计算传输光信号的辅助纤芯12中光信号的光强分布，即计算出光信号聚焦的光斑2位于传输光信号的辅助纤芯12接收端面的部分的光强分布，然后计算出光信号聚焦的光斑2的中心和传输光信号的辅助纤芯12接收端面中心的位置关系；

5)根据存储模块中传输光信号的辅助纤芯12接收端面中心与信号纤芯11接收端面中心的位置关系，计算模块计算出光信号聚焦的光斑2中心相对于信号纤芯11端面中心的方位和距离；

6)根据光信号聚焦的光斑2中心与信号纤芯11接收端面中心的方位和距离等位置关系，控制模块发出指令并控制伺服机构工作，光信号聚焦的光斑2向信号纤芯11接收端面移动，直至光信号聚焦的光斑2中心与信号纤芯11接收端面中心重合。

实施例2

实施例1中的光信号为单一光束，既用于信息的携带传输，也用于光纤信号接收时的定位，相较于实施例1，本实施例的光信号则分为用以传输信息的信号光和用以确定位置的信标光，所述信号光和信标光共轴传输；将多芯光纤1的纤芯分为信号纤芯11及若干根辅助纤芯12，将信号光和信标光通过聚焦器件聚焦在多芯光纤1的接收端面的任一位置，信标光从聚焦位置处的纤芯接收端面进入纤芯；当信标光进入辅助纤芯12，通过处理电路确定信标光和信号纤芯11的中心位置，进而调整信号光聚焦在多芯光纤1的信号纤芯11接收端面上并进入信号纤芯11。

Claims (10)

1.一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述接收方法包括：

通过多芯光纤判断光信号的光强分布和接收光信号，所述多芯光纤中至少包括一根用于接收光信号的信号纤芯，所述多芯光纤中包括若干根用于判断光信号光强分布的辅助纤芯；

当光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上并进入纤芯后，通过探测辅助纤芯内的光强分布，拟合出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置，并反馈至伺服机构；

利用所述伺服机构调整光信号的位置，使光信号进入所述信号纤芯。

2.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述接收方法还包括：

将所述多芯光纤中的每根所述辅助纤芯分别连接一个传感器；

利用所述传感器探测与其连接的所述辅助纤芯中的光强分布。

3.根据权利要求2所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述传感器与处理电路连接；

所述接收方法还包括：

将测得的所述辅助纤芯中的光强分布传输至处理电路；

所述处理电路根据所述辅助纤芯中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置。

4.根据权利要求3所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述处理电路与所述伺服机构连接；

所述接收方法还包括：

根据光信号光斑中心的当前位置、所述当前位置与所述信号纤芯接收端面之间的距离，生成控制信号并反馈给所述伺服机构；

所述伺服机构根据所述控制信号将光信号的位置调整至所述信号纤芯的接收端面上。

5.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述伺服机构包括压电偏转镜；

所述接收方法还包括：

利用所述压电偏转镜将光信号反射至所述多芯光纤的接收端面上；通过控制所述压电偏转镜的偏转角度，改变反射后的光信号角度，以此调整反射后的光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述伺服机构包括两轴直线运动模组，所述多芯光纤的接收端固定在所述两轴直线运动模组的滑台上；

所述接收方法还包括：

利用所述两轴直线运动模组带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤接收端面上的位置。

7.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述伺服机构包括二维压电纳米定位台，所述多芯光纤的接收端固定在定位台上；

所述接收方法还包括：

利用所述二维压电纳米定位台带动所述多芯光纤的接收端移动，以调整光信号聚焦在所述多芯光纤的接收端面上的位置。

8.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述光信号包括但不限于波长不同、共轴传输的信号光和信标光，所述信号光用以传输信息；

所述接收方法还包括：

根据所述多芯光纤中所述信标光的光强分布拟合计算出所述信号光的位置分布。

9.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，其特征在于，所述光信号包括但不限于单一光束。

10.一种基于多芯光纤的自由空间光信号接收装置，其特征在于，所述基于多芯光纤的自由空间光信号接收装置适用于权利要求1至9任意一项所述基于多芯光纤的自由空间光信号接收方法，所述接收装置包括：

多芯光纤，所述多芯光纤中包括至少一根用于接收光信号的信号纤芯和若干根用于判断光信号的光强分布的辅助纤芯；

处理电路，所述处理电路与所述多芯光纤连接，所述处理电路用于根据所述辅助纤芯中的光强分布拟合计算出光信号在所述多芯光纤接收端面上聚焦光斑的中心位置；根据光信号光斑中心的当前位置和所述当前位置与所述信号纤芯端面之间的距离，生成控制信号并反馈给伺服机构；

伺服机构，所述伺服机构分别与所述多芯光纤和所述处理电路连接，所述伺服机构用于根据所述控制信号将光信号的位置调整至所述信号纤芯的接收端面上。