CN202182974U - 易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种易于与激光-光纤组耦合、束散角可调的激光发射光学系统。所述光学系统包括光源、传光束光纤、转像系统和发射望远镜系统。所述转像系统一端包括连接传光束光纤的扩束准直镜，转像系统其另一端的扩束准直镜即为所述发射望远镜系统的目镜，转像系统和发射望远镜系统通过目镜连接，所述发射望远镜系统还包括物镜，从光源引出的传光束光纤与转像系统耦合。该系统既易于与激光-光纤组耦合，又可根据束散角要求进行调整，达到了现有系统无法实现的技术效果。

Description

易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种激光发射光学系统，尤其涉及一种既易于与激光-光纤组耦合，又可调节束散角的光学系统。 

背景技术

　　激光通信包括光纤通信和无线激光通信。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息． 

　　激光通信终端中的光源（Light source ）主要分为半导体激光器LD （Laser Diode） 和发光二极管LED(Light Emitting Diode ),其中LD多采用砷化镓二极管(GaAs Laser Diode)，接收器主要采用PIN(Positive Intrinsic Negative Diode)或APD(Avalanche photodiode)或波导型PIN光探测器（WG-PIN-PD）。

    在光通信中。光耦合是一个重要的指标。光耦合，就是把把光从一个物件有效转移到另一个物件中的过程。如光从激光器到光纤的耦合、光纤到接收器的耦合、一根光纤到另一根光纤的耦合。为了提高光转移的有效性，在两个物件之间常常还有其它物件，如球透镜、光准直器、柱透镜、增透膜等。 

束散角也是光通信中的重要指标。因为虽然激光的方向性极好，但一束光线中的每条光线之间不可能完全平行，存在的这个角就是束散角。束散角是无法完全消除的。由于束散角的存在，激光在向前传播过程中，向外发散，使光束半径不断扩大。因此，激光束散角是评价激光质量的一个重要参数。束散角不仅反映了远距离传输时的发散特性，并且能较为精确评估出相关激光仪器的品质及激光的传输质量。在许多应用领域，都要求激光的远场发散角小，高斯光束发散角的减小能有效利用激光能量，使光束达到良好的方向性和高亮度，降低系统发射功率和接收灵敏度等方面的要求，增大通信距离。 

激光发射光学系统，既要满足不同芯径、不同光纤数值孔径、大功率、高亮度的光纤耦合激光输出，还要根据不同系统的不同要求设置不同的束散角，传统激光发射光学系统很难同时满足这两个条件。传统激光发射光学系统即便同时满足了要求，也是针对特定波长激光、特定光纤芯径、特定束散角的专用系统，无法转换以适应不同的光纤和束散角，使得激光发射光学系统的设计、制造一直陷于高成本和低效率的怪圈中。 

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型提供了一种易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统。所述光学系统包括光源、传光束光纤、转像系统和发射望远镜系统，所述转像系统一端包括扩束准直镜，转像系统其另一端的扩束准直镜即为所述发射望远镜系统的目镜，转像系统和发射望远镜系统通过目镜连接，所述发射望远镜系统还包括物镜，从光源引出的传光束光纤与转像系统耦合；工作时，光线由光源发出后，经传光束光纤进入转像系统，光线经转像系统扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统后脱离发射端。 

所述光学系统还包括倾斜镜、分光镜、衰减片组件、接收光学系统、接收器、精确指向监测光学系统和探测器；倾斜镜位于转像系统中；分光镜位于倾斜镜、转像镜、衰减片组件、接收光学系统之间；工作时，光线由光源发出后，经倾斜镜反射，一部分光经分光镜反射的光经转像系统扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统后脱离发射端，经分光镜透射的另一部分光经衰减片组件、精确指向监测光学系统后落入探测器；接收信号时，入射光从发射望远镜系统进入目镜，经分光镜透射后，经接收光学系统落入接收器。

传光束光纤为单模光纤或者多模光纤；为单模光纤时，其纤芯直径小于10μm，其光纤数值孔径NA的范围在0.11到0.31之间；为多模光纤时，其纤芯直径为50μm到1mm，其光纤数值孔径NA的范围在0.18到0.23之间。所述光学系统束散角大于1μrad。倾斜镜的摆动幅度在±2mrad之间。

实际应用中，光纤数值孔径影响扩束准直镜视场和相对孔径的大小。光束经转像系统所成的纤径像Ф’取决于转像系统的转像倍率关系，转像倍率可以是1:1,也可以是其他比率，所以纤径像Ф’可以大于、等于、小于纤径Ф。束散角大小也影响扩束准直镜视场大小。发射望远镜目镜参数随着扩束准直镜参数而决定，发射望远镜物镜相对孔径等于目镜即扩束准直镜的相对孔径。 

目标激光发射系统给出束散角、光纤纤径、光纤数值孔径后，就可以计算出光学系统物镜的焦距和通光口径等重要参数。 

例如：一个发射系统束散角为θ=±150urad，光纤纤径d=0.05mm，光纤数值孔径NA=0.22，物镜的口径与焦距值计算如下： 

物镜焦距 

物镜通光口径

得出这些参数后，就可以针对性地设计出转像系统及其扩束准直镜，这样设计出的转像系统易于与传光束光纤耦合；再根据相应参数设计发射望远镜系统的目镜和物镜，使得发射望远镜系统满足对束散角的要求。最终，通过设置不同倍率的转像系统，得到的激光发射光学系统既易于与激光-光纤组耦合，又可根据束散角要求进行调整，达到了现有系统无法实现的技术效果。

与所述激光发射光学系统耦合的传光束光纤，可以为单模光纤或者多模光纤。当耦合的传光束光纤为单模光纤时，其纤芯直径小于10μm，纤芯直径特别在4到10μm之间，其光纤数值孔径NA的范围在0.11到0.31之间。当耦合的传光束光纤为多模光纤时，其纤芯直径为50μm到1mm，其光纤数值孔径NA的范围在0.18到0.23之间。所述激光发射光学系统，不仅易于和传统的石英光纤耦合，也更易于与纤芯直径更大的塑料光纤耦合。 

光源类型包括半导体激光器LD（Laser Diode）、发光二极管LED(Light Emitting Diode )、YAG激光器和ASE（放大自发辐射）光源, 接收器类型包括PIN(Positive Intrinsic Negative Diode)、APD(Avalanche photodiode)、波导型PIN光探测器（WG-PIN-PD）、面阵CCD、面阵CMOS感光器件，探测器类型包括PIN(Positive Intrinsic Negative Diode)、APD(Avalanche photodiode)、波导型PIN光探测器（WG-PIN-PD）、面阵CCD、面阵CMOS感光器件。 

 [0013] 在纤径像Ф’处还设置有精密调节技术单元，使激光发射光学系统束散角大于1μrad，在束散角为1到2000μrad范围内可以实现精确设定。

综上可以看出：本激光发射光学系统能适应所有现有光源和光纤，为设计高适应性的激光发射光学系统提供了一条简洁高效的技术方案。无论匹配何种光源和光纤，要求的束散角是多少，都能很快地设计出易耦合的激光发射光学系统。 

对所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统进行扩展，添加倾斜镜、分光镜、衰减片组件、接收光学系统、接收器和精确指向监测光学系统等部件。所述倾斜镜位于转像系统中。分光镜位于倾斜镜、转像镜、衰减片组件、接收光学系统之间。工作时，光线由光源发出后，经倾斜镜反射，一部分光经分光镜反射的光经转像系统扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统后脱离发射端。经分光镜透射的另一部分光经衰减片组件、精确指向监测光学系统后落入接收器。倾斜镜（tip-tilt mirror）的摆动幅度在±2mrad之间。倾斜镜有效的摆动范围影响扩束准直镜视场值，引发通过衰减片组件、精确指向监测光学系统的光线发生变化，通过以上装置的作用，可以对发射光指向的摆幅做出精确测量，并且还能检测发射光的分辨率（精度）。 

还可以将该系统改为双向通信系统。接收信号时，入射光从发射望远镜系统进入目镜，经分光镜透射后，经接收光学系统落入接收器，接收外部发射来光信号。当该系统改为多发射光学系统时，通过接收光学系统检测每个发射光的光轴平行度。在点对点通信时，通过测平行度，可以了解信号传递是否正常，达到闭环控制的效果。 

所述激光发射光学系统复杂度低，在加工、集成及装调上便于实施，系统可靠性较高。由于有精密调节技术单元，可确保十分满意地达到系统束散角值技术要求。本系统便于推广使用，而且适应范围大，同时具有研制部署成本较低的特点。 

附图说明

图1为激光发射光学系统原理图； 

图2为改进型激光发射光学系统原理图。

图中各元件的标记为：

1、光源；

2、传光束光纤；

3、转像系统；

4、发射望远镜系统；

5、扩束准直镜；

6、目镜；

7、物镜；

8、倾斜镜；

9、分光镜；

10、衰减片组件；

11、接收光学系统； 

12、接收器；

13、精确指向监测光学系统；

14、探测器；

15、纤径Ф；

16、纤径像Ф’。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、结构特征、实现的技术目的和技术效果，以下结合附图和实施方式进行详细说明。 

实施例1：一种易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统。所述系统包括光源1、传光束光纤2、转像系统3和发射望远镜系统4。所述转像系统3一端包括连接传光束光纤2的扩束准直镜5，转像系统3其另一端的扩束准直镜即为所述发射望远镜系统4的目镜6，转像系统3和发射望远镜系统4通过目镜6连接，所述发射望远镜系统4还包括物镜7，从光源1引出的传光束光纤2与转像系统3耦合；工作时，光线由光源1发出后，经传光束光纤2进入转像系统3，光线经转像系统3扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统4后脱离发射端。 

在本实施例中，光源1采用C波段可调谐DFB激光器。它是为WDM波分复用系统设计的连续光（CW）输出、波长调谐范围覆盖C Band（ITU-T标准波长标准）的固定波长间隔（信道间隔50 GHz）可调谐激光器模块。模块集成双FP腔温度调谐标准具，具有输出光功率高（20mW）、窄线宽、波长精度高等特点。内嵌DSP处理器与波长锁定单元，优化的稳频机构使波长频率误差小于1 .5GHz。 

该激光器光功率为13 dBm；功率稳定性在全波长范围为-0.3～0.3 dB，全温度范围-0.3～0.3 dB；信道间隔（ITU标准） 50 GHz；波长调谐范围为1528.77～1563.86 nm；波长转换速度为2～15 s；光谱线宽3～10 MHz；频率误差为-1.5～1.5 GHz；边模抑制比为40～50 dB ;输出隔离度为 30 dB；在20MHz-10GHz测试相对强度噪声为 -143～-135 dB/Hz；偏振消光比为20 dB。 

传光束光纤2采用C波段掺铒光纤，其峰值吸收1530nm 为6.0dB/m，数值孔径NA为0.23，模场直径5.6um，截止波长为875nm，包层直径125um，涂覆层直径250um。 

当束散角为±100 urad时，可计算出： 

物镜焦距=125×10^-3mm×10⁴=1250mm

通光口径=2×0.23×1250=575mm

传光束光纤2也可以采用其他规格的C波段掺铒光纤，如峰值吸收1530nm 为6.0dB/m，数值孔径NA为0.23，模场直径5.6um，截止波长为872nm，包层直径80um，涂覆层直径165um的C波段掺铒光纤。

或峰值吸收1530nm 为7.0dB/m，数值孔径NA为0.27，模场直径4.9um，截止波长为900nm，包层直径125um，涂覆层直径245um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为7.0dB/m，数值孔径NA为0.27，模场直径4.9um，截止波长为900nm，包层直径125um，涂覆层直径245um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为7.0dB/m，数值孔径NA为0.28，模场直径4.9um，截止波长为900nm，包层直径80um，涂覆层直径200um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为7.0dB/m，数值孔径NA为0.22，模场直径5.9um，截止波长为905nm，包层直径125um，涂覆层直径245um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为6.5dB/m，数值孔径NA为0.18，模场直径6.0um，截止波长为1100nm，包层直径125um，涂覆层直径250um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为3.5dB/m，数值孔径NA为0.29，模场直径4.4um，截止波长为875nm，包层直径125um，涂覆层直径250um的C波段掺铒光纤。 

或峰值吸收1530nm 为3.5dB/m，数值孔径NA为0.29，模场直径4.4um，截止波长为875nm，包层直径80um，涂覆层直径165um的C波段掺铒光纤。 

实施例2：更换光源为L波段可调谐DFB激光器。功率为11 dBm；信道间隔25/50 GHz；光谱线宽3～10 MHz；频率误差为-1.5～1.5 GHz；边模抑制比为43～52 dB ;光电隔离度为45 dB；在20MHz-10GHz测试相对强度噪声为 -152～-145 dB/Hz；偏振消光比为20 dB。 

光纤可采用如下规格： 

峰值吸收1530nm 为17.5dB/m，数值孔径NA为0.25，模场直径5.2um，截止波长为1250nm，包层直径125um，涂覆层直径250um。

峰值吸收1530nm 为17.5dB/m，数值孔径NA为0.25，模场直径5.2um，截止波长为1250nm，包层直径80um，涂覆层直径165um。 

峰值吸收1530nm 为20dB/m，数值孔径NA为0.25，模场直径5.4um，截止波长为950nm，包层直径125um，涂覆层直径245um。 

峰值吸收1530nm 为20dB/m，数值孔径NA为0.28，模场直径4.9um，截止波长为950nm，包层直径80um，涂覆层直径200um。 

峰值吸收1530nm 为30dB/m，数值孔径NA为0.25，模场直径5.2um，截止波长为1250nm，包层直径125um，涂覆层直径250um。 

峰值吸收1530nm 为30dB/m，数值孔径NA为0.25，模场直径5.2um，截止波长为1250nm，包层直径80um，涂覆层直径165um。 

峰值吸收1530nm 为10dB/m，数值孔径NA为0.23，模场直径6.0um，截止波长为950nm，包层直径125um，涂覆层直径245um。 

高浓度掺铝使得掺铒光纤具备更宽的增益平坦光谱范围，尤其适合DWDM与CATV系统应用。其具有优异的批次一致性使得EDFA的设计与加工性得以保证。 低偏振模式色散使掺铒光纤更加有利于高速率数字传输应用。高功率与高泵浦转换效率通过优化光纤设计得以保证，最高转换效率可达83%。硅基光纤本身具有极高的可靠性，对于可靠性有较高要求的场合，可特殊加工光纤以避免氢致损耗。 

实施例3：所述激光发射光学系统包括光源1、传光束光纤2、转像系统3、发射望远镜系统4、倾斜镜8、分光镜9、衰减片组件10、接收光学系统11、接收器12、精确指向监测光学系统13和探测器14。所述转像系统3一端包括连接传光束光纤2的扩束准直镜5，转像系统3其另一端的扩束准直镜即为所述发射望远镜系统4的目镜6，转像系统3和发射望远镜系统4通过目镜6连接，所述发射望远镜系统4还包括物镜7，从光源1引出的传光束光纤2与转像系统3耦合。倾斜镜8位于转像系统3中；分光镜9位于倾斜镜8、转像镜6、衰减片组件10、接收光学系统11之间；工作时，光线由光源1发出后，经倾斜镜8反射，经分光镜9反射的光经转像系统3扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统4后脱离发射端，经分光镜9透射的另部分光经衰减片组件10、精确指向监测光学系统13后落入探测器14。 

作为接收系统接收信号时，光从发射望远镜系统4进入目镜6，经分光镜9透射后，经接收光学系统11落入接收器12。 

该发射系统作为无线激光通信系统的原型机。 

具有如下优点： 

·无须授权执照

无线激光通信工作频段在365～326 THz（目前提供无线激光通信设备的厂商使用的光波长范围多在820nm～920nm），设备间无射频信号干扰，所以无需申请频率使用许可证。

·安全保密 

激光的直线定向传播方式使它的发射光束窄，方向性好, 激光光束的发散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量级，因此具有数据传递的保密性，除非其通信链路被截断，否则数据不易外泄。

·实施成本相对低廉 

无须进行昂贵的管道工程铺设和维护，其造价约为光纤通信工程的五分之一。

·建网快速 

无线激光通信建网速度快，只须在通信点上进行设备安装，工程建设以小时或天为计量单位，适合临时使用和复杂地形中的紧急组网。对于重新撤换部署也很方便容易。

·协议的透明性 

以光为传输机制，任何传输协议均可容易的迭加上去，电路和数据业务都可透明传输。

·设备尺寸小 

由于光波波长短（约零点几微米到几十微米），在同样功能情况下，光收发终端的尺寸比微波、毫米波通信天线尺寸要小许多，具有功耗小、体积小、重量轻等特点。

·信息容量大 

光波作为信息载体可传输达10Gbit/s的数据码率。实验室实现了在2.4公里的自由空间距离上以2.5Gbit/s的速率无差错传输信息。目前已经商用的无线激光设备，最高速率已达622Mbit/s。

在本实施例中光源1采用脉冲SLED光源模块。SLED光源自带脉冲信号发生器与阻抗匹配驱动单元，通过直接调制SLED使其工作在极窄的脉冲宽度（Min.100ns）。峰值波长  在1530 nm～1570 nm 、1290 nm～1330 nm之间波动；光谱宽度  40 nm；光谱纹波  0.15 dB；调制消光比  20 dB; 峰值脉冲光功率 20 mW；时域光脉冲宽度FWHM为 100 ns；光脉冲重复频率为1 KHz ～100 KHz；光功率偏置为  0 %～50 %；脉冲宽度调整范围为  100 ns / 200 ns / 300 ns / 400 ns / 500 ns / 600 ns / 700 ns / 800 ns；重复频率调整范围  1 KHz / 2 KHz / 5 KHz / 10 KHz / 20 KHz / 50 KHz / 100 KHz；输出光隔离度  40 dB； 

光源1也可以采用1064nm脉冲光源。其中心波长为1030 nm～1080 nm；峰值脉冲光功率100 mW～300 mW；光谱宽度  20 nm；时域光脉冲宽度10ns～80ns；脉冲重复频率为1 KHz ～100 KHz；光功率偏置为  0 %～50 %；脉冲宽度调整范围为  100 ns / 200 ns / 300 ns / 400 ns / 500 ns / 600 ns / 700 ns / 800 ns；重复频率调整范围  1 KHz / 2 KHz / 5 KHz / 10 KHz / 20 KHz / 50 KHz / 100 KHz；输出光隔离度 30 dB；

光源1也可以采用1310nm脉冲光源。其中心波长为1290 nm～1330 nm；峰值脉冲光功率100 mW～180 mW；光谱宽度  5～10 nm；时域光脉冲宽度10ns～80ns；脉冲重复频率为1 KHz ～100 KHz；光功率偏置为  0 %～50 %；脉冲宽度调整范围为  100 ns / 200 ns / 300 ns / 400 ns / 500 ns / 600 ns / 700 ns / 800 ns；重复频率调整范围  1 KHz / 2 KHz / 5 KHz / 10 KHz / 20 KHz / 50 KHz / 100 KHz；脉冲消光比  20 dB；输出光隔离度 30 dB；

光源1可采用1550nm脉冲光源。其中心波长为1525 nm～1565 nm；峰值脉冲光功率10 mW～20 mW；光谱线宽CW状态为10 MHz；时域光脉冲宽度FWHM为 10 ns；光功率偏置为  0 %～50 %；脉冲宽度调整范围为  100 ns / 200 ns / 300 ns / 400 ns / 500 ns / 600 ns / 700 ns / 800 ns；重复频率调整范围  1 KHz / 2 KHz / 5 KHz / 10 KHz / 20 KHz / 50 KHz / 100 KHz；输出光隔离度 30 dB。

该系统主要应用场合包括: 

·在不具备接入条件(如：复杂地形)或带宽不足时提供高效的接入方案

在通信链路跨越高速公路、河流、拥挤的城区时，由于地理条件的限制无法敷设光纤线路时，采用无线激光通信可以有效解决。

·解决综合业务接入的“最后一公里” 

对智能小区的宽带接入，大企业Intranet的互连，大客户的宽带接入提供一种快速灵活的方案，可提供2～622Mbit/s的带宽。

·提供室内外、临近局域网之间的互连互通 

当两座楼宇之间的办公室需要建立一条通信链路，其他通信方式不能较好的解决时（带宽、价格、线路资源），采用无线激光通信可快速解决。

·对于特殊要求的线路进行备份以及应急临时链路和意外恢复 

在突发的自然或人为意外灾害中，原有通信线路被破坏，难以立即恢复时，或者在一些特殊地方发生突发事件，需要应急通信，采用无线激光通信进行快速的部署。

另外对于一些大型的集会（如运动会、庆祝会等）需要快速建立一些临时链路用于现场通信。 

大部分无线激光通信设备向用户提供的是业务透明的接口，因此，可以适应多种常用的通信协议，可以很灵活的接入数据，话音，视频业务。 

数据网络的互连，适用于Ethernet、FDDI、Token Ring FR等不同协议的网络。 

电路业务网络的互连，适用于交换机，移动基站等设备的连接，可以采用E1/E3、OC-3/STM-1(SDH/ATM)接口。闭路监视系统，广播电视信号的单，双工的传输。 

实施例4: 在实施例3中的系统中采用连续发射的窄线宽DFB激光光源，工作波长1527 ～1610 nm，输出功率  10～60 mW；功率稳定性0.02 dB；光谱线宽 30～50 KHz；波长稳定性 10～15 pm；边模抑制比（SMSR）为30 dB，输出光隔离度 45 dB。 

配套使用980nm单模光纤。工作波长980/1550nm， 模场直径5.9/9.4um， 数值孔径0.14， 纤芯直径125um，包层直径 245um。 

或者模场直径5.0/7.5um；数值孔径0.16 ，纤芯直径125um，包层直径 245um的光纤。 

或者模场直径4.0/6.5um；数值孔径0.2 ，纤芯直径125um，包层直径 245um的光纤。 

也可以配套使用细径单模光纤。工作波长980/1550nm， 模场直径4.7/7.3um， 数值孔径0.17， 纤芯直径80um，包层直径165um。 

或者工作波长1310/1550nm， 模场直径9.3/10.5um， 数值孔径0.11， 纤芯直径80um，包层直径165um。 

或者工作波长1310/1550nm， 模场直径6.7/7.5um， 数值孔径0.16， 纤芯直径80um，包层直径135um。 

或者工作波长1310/1550nm，模场直径6.7/7.5um， 数值孔径0.16， 纤芯直径80um，包层直径165um。 

或者工作波长1550nm，模场直径7.5um， 数值孔径0.17， 纤芯直径80um，包层直径130um。 

或者工作波长1550nm，模场直径6um， 数值孔径0.21， 纤芯直径80um，包层直径100um。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型保护范围的限定，只要是采用本实用新型的技术方案，或者仅仅是通过本领域的普通技术人员都能作出的任何常规修改或等同变化，都落入本实用新型所要求保护的范围之中。 

Claims (6)

1.一种易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：所述光学系统包括光源（1）、传光束光纤（2）、转像系统（3）和发射望远镜系统（4），所述转像系统（3）一端包括扩束准直镜（5），转像系统（3）其另一端的扩束准直镜即为所述发射望远镜系统（4）的目镜（6），转像系统（3）和发射望远镜系统（4）通过目镜（6）连接，所述发射望远镜系统（4）还包括物镜（7），从光源（1）引出的传光束光纤（2）与转像系统（3）耦合；工作时，光线由光源（1）发出后，经传光束光纤（2）进入转像系统（3），光线经转像系统（3）扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统（4）后脱离发射端。

2.如权利要求1所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：所述光学系统还包括倾斜镜（8）、分光镜（9）、衰减片组件（10）、接收光学系统（11）、接收器（12）、精确指向监测光学系统（13）和探测器（14）；倾斜镜（8）位于转像系统（3）中；分光镜（9）位于倾斜镜（8）、转像镜（6）、衰减片组件（10）、接收光学系统（11）之间；工作时，光线由光源（1）发出后，经倾斜镜（8）反射，一部分光经分光镜（9）反射的光经转像系统（3）扩束准直、变倍后，经发射望远镜系统（4）后脱离发射端，经分光镜（9）透射的另一部分光经衰减片组件（10）、精确指向监测光学系统（13）后落入探测器（14）；接收信号时，入射光从发射望远镜系统（4）进入目镜（6），经分光镜（9）透射后，经接收光学系统（11）落入接收器（12）。

3.如权利要求2所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：传光束光纤（2）为单模光纤或者多模光纤；为单模光纤时，其纤芯直径小于10μm，其光纤数值孔径NA的范围在0.11到0.31之间；为多模光纤时，其纤芯直径为50μm到1mm，其光纤数值孔径NA的范围在0.18到0.23之间。

4.如权利要求3所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：所述光学系统束散角大于1μrad。

5.如权利要求4所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：倾斜镜（8）的摆动幅度在±2mrad之间。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的易于与激光-光纤组耦合、束散角可调激光发射光学系统，其特征在于：光源（1）类型包括半导体激光器LD（Laser Diode）、发光二极管LED(Light Emitting Diode )、YAG激光器和ASE（放大自发辐射）光源, 接收器（12）类型包括PIN(Positive Intrinsic Negative Diode)、APD(Avalanche photodiode)、波导型PIN光探测器（WG-PIN-PD）、面阵CCD、面阵CMOS感光器件，探测器（14）类型包括PIN(Positive Intrinsic Negative Diode)、APD(Avalanche photodiode)、波导型PIN光探测器（WG-PIN-PD）、面阵CCD、面阵CMOS感光器件。

Images