RU22279U1

RU22279U1 - OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Info

Publication number: RU22279U1
Application number: RU2001129033/20U
Authority: RU
Inventors: В.В. Рагульский; В.Г. Сидорович
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Подсолнечник Технологии"
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2002-03-10

Description

Система оптической связиOptical communication system

Полезная модель относится к области открытой оптической связи. В системах, осуществляющих такую связь, световое излучение от передающей станции к приемной распространяется по следующим звеньям: источник излучения, промодулированный передаваемым сигналом, устройство, формирующее из этого излучения пучок, направляемый на оптическую антенну приемной станции, удаленной от передающей станции, и фотодетектор приемной станции, преобразующий принятое излучение в электрический сигнал.The utility model relates to the field of open optical communication. In such communication systems, light from a transmitting station to a receiving one propagates through the following links: a radiation source modulated by the transmitted signal, a device that generates a beam of this radiation directed to the optical antenna of the receiving station remote from the transmitting station, and a photodetector of the receiving station , converting the received radiation into an electrical signal.

При прочих равных условиях величина потерь мощности излучения на указанной выше трассе зависит от оптического качества всех объектов, сквозь которые проходит излучение. А именно, от аберраций оптических элементов, например, объектива устройства, формирующего пучок, и оконных стекол, от капель дождя на этих стеклах, от локальных вариаций показателя преломления воздуха на трассе, которые обусловлены его турбулентностью, и т.д.Ceteris paribus, the magnitude of the loss of radiation power on the above path depends on the optical quality of all objects through which the radiation passes. Namely, from the aberrations of optical elements, for example, the lens of the device forming the beam, and window glasses, from raindrops on these glasses, from local variations in the refractive index of air on the track, which are caused by its turbulence, etc.

В результате искажений волнового фронта пучка на указанных аберрациях и оптических неоднородностях распределение интенсивности в поперечном сечении этого пучка становится неоднородным, и в нем появляются минимумы, в которых интенсивность может оказаться существенно ниже средней по сечению. Поскольку указанное распределение интенсивности, вообще говоря, нестационарно, то наличие таких минимумов может приводить к существенным флуктуациям мощности света, попадающего в апертуру приемной антенны, в том числе, к падению этой мощности ниже порогового значения, необходимого для регйМПКН04В 10/10 As a result of distortions of the wave front of the beam at the indicated aberrations and optical inhomogeneities, the intensity distribution in the cross section of this beam becomes inhomogeneous, and minima appear in it, in which the intensity can be significantly lower than the average cross section. Since the indicated intensity distribution is, generally speaking, non-stationary, the presence of such minima can lead to significant fluctuations in the power of the light falling into the aperture of the receiving antenna, including a drop in this power below the threshold value required for 10MP 10/10

страции передаваемого сигнала. В результате связь становится менее надежной и даже может вообще прекращаться.passions of the transmitted signal. As a result, communication becomes less reliable and may even cease altogether.

В принципе, этот эффект можно скомпенсировать многократным повышением мощности излучения в сигнальном пучке, формируемом на передающей станции. Но такое увеличение является непрактичным по техническим соображениям и по соображениям общей стоимости системы. Другой путь - многократное увеличение размера апертуры оптической антенны, что далеко не всегда возможно.In principle, this effect can be compensated by a multiple increase in the radiation power in the signal beam formed at the transmitting station. But such an increase is impractical for technical reasons and for reasons of the total cost of the system. Another way is a multiple increase in the size of the aperture of the optical antenna, which is far from always possible.

Известна система оптической связи (см. US № 5,966,229, НКИ 359/187, 1999 1), особенность конструкции которой заключается в том, что свет от источника оптического излучения передающей станции расщепляют на два световых пучка, один из которых направляют на приемную антенну приемной станции, а второй, пропустив через небольшой участок открытого пространства, направляют на приемник, установленный на передающей станции. Сигнал с этого приемника свидетельствует о состоянии атмосферы между передающей и приемной станциями.A known optical communication system (see US No. 5,966,229, NKI 359/187, 1999 1), the design feature of which is that the light from the optical source of the transmitting station is split into two light beams, one of which is sent to the receiving antenna of the receiving station and the second, passing through a small area of open space, is sent to a receiver installed at the transmitting station. The signal from this receiver indicates the state of the atmosphere between the transmitting and receiving stations.

Например, если сигнал по величине постоянен или, по крайней мере, его мощность находится в заданных пределах, то это свидетельствует о хорошей прозрачности и оптической однородности атмосферы и о возможности устойчивой связи. Если сигнал уменьшается, то это свидетельствует об ухудшении состояния атмосферы и, соответственно, качества связи. В этом случае блок анализа сигнала, поступающего с приемника, установив такое ослабление сигнала, выдает команду на повышение выходной мощности излучателя для восстановления требуемого качества связи. Недостатком данного способа является то, что в случае возникновения значительных потерь на трассе светового пучка, связь прерывается, и увеличение в разумных пределах мощности излучателя не может устранить это явление.For example, if a signal is constant in magnitude, or at least its power is within specified limits, then this indicates good transparency and optical uniformity of the atmosphere and the possibility of a stable connection. If the signal decreases, then this indicates a deterioration in the state of the atmosphere and, accordingly, the quality of communication. In this case, the analysis unit of the signal from the receiver, having established such a signal attenuation, issues a command to increase the output power of the emitter to restore the required communication quality. The disadvantage of this method is that in the event of significant losses on the path of the light beam, communication is interrupted, and an increase in the reasonable power of the emitter cannot eliminate this phenomenon.

Известна система оптической связи, более устойчивая к оптическим неоднодностям на атмосферной трассе (см. US № 6,243,182, 1ЖИ 359/171, 2001 2. В известном устройстве от излучателя передающей станции направляют в сторону приемной станции (абонента) широкорасходящийся пучок, который попадает на две приемных апертуры приемного устройства абонента, при этом апертуры разнесены на некоторое расстояние друг от друга. Соответственно, улавливаемые апертурами световые потоки с помощью собирающей оптики направляются на два фотодетектора, а от них сигналы поступают на общий канал обработки.A known optical communication system that is more resistant to optical inhomogeneities on the atmospheric path (see US No. 6,243,182, 1ZHI 359/171, 2001 2. In the known device from the emitter of the transmitting station is sent towards the receiving station (subscriber) wide-diverging beam, which falls into two receiving apertures of the receiving device of the subscriber, while the apertures are spaced a certain distance from each other. Accordingly, the light fluxes captured by the apertures are sent to two photodetectors using collecting optics, and the signals from them upayut the overall processing channel.

Недостатком известного устройства являются большие потери энергии на передачу. Это объясняется тем, что в устройстве используется расходящийся пучок, покрывающий обе апертуры, и только малая его часть попадает на каждую из апертур.A disadvantage of the known device is the large loss of energy for transmission. This is because the device uses a diverging beam covering both apertures, and only a small part of it falls on each of the apertures.

Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности и достигаемому результату является система открытой оптической связи, известная из US № 5,777,768,1ЖИ 359/172, 1998 3 и реализующая способ борьбы со сцинтилляциями принимаемой мощности, вызванными турбулентностью атмосферы. Особенность устройства заключается в том, что на передающей станции устанавливается несколько устройств формирования светового пучка, которые создают несколько отдельных параллельных между собой пучков, направленных в сторону приемной антенны. Расстояния между этими пучками выбирают больше характерного размера турбулентных неоднородностей атмосферы ( 10 см), что приводит к некоррелированности обусловленных турбулентностью пространственных распределений света в разных пучках и, как следствие, к снижению контраста сцинтилляций в области перекрытия таких некоррелированных пучков.The closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is an open optical communication system, known from US No. 5,777,768,1 ЖИ 359/172, 1998 3 and which implements a method of combating scintillations of received power caused by atmospheric turbulence. A feature of the device lies in the fact that several transmitting devices of the light beam are installed at the transmitting station, which create several separate beams parallel to each other, directed towards the receiving antenna. The distances between these beams choose more than the characteristic size of the turbulent inhomogeneities of the atmosphere (10 cm), which leads to a non-correlation of spatial light distributions due to turbulence in different beams and, as a result, to a decrease in the contrast of scintillations in the overlapping region of such uncorrelated beams.

ройств. Кроме того, в указанном способе неизбежны большие энергопотери света. Это обусловлено тем, что требуемого здесь перекрытия пучков, имеющих параллельные между собой оси, можно достичь только при достаточно большой расходимости этих пучков. Увеличение же расходимости приводит к снижению доли мош;ности, попадаюш;ей в апертуру антенны приемной станции.rostv. In addition, in this method, large energy losses of light are inevitable. This is due to the fact that the required overlap of beams having axes parallel to each other can be achieved only with a sufficiently large divergence of these beams. An increase in the divergence leads to a decrease in the fraction of mosh; the probability of falling into her antenna aperture of the receiving station.

Заявляемая в качестве полезной модели система оптической связи направлена на обеспечение увеличения надежности связи, уменьшение стоимости аппаратуры и уменьшение ее габаритов.Declared as a utility model, the optical communication system is aimed at providing increased reliability of communication, reducing the cost of equipment and reducing its size.

Указанный результат достигается тем, что система оптической связи содержит источник оптического излучения со средствами модуляции, устройство формирования направленного светового пучка, приемную оптическую антенну и фотодетектор со средствами демодуляции, при этом параметры источника оптического излучения и устройства формирования направленного светового пучка выбраны из условий:The indicated result is achieved in that the optical communication system comprises an optical radiation source with modulation means, a directional light beam forming device, a receiving optical antenna and a photo detector with demodulation means, while the parameters of the optical radiation source and the directional light beam forming device are selected from the conditions:

d P-F/L и df d где d - световой диаметр источника излучения, м;d P-F / L and df d where d is the light diameter of the radiation source, m;

Р - диаметр пятна рассеяния, сформированного в плоскости апертуры приемной оптической антенны, светящейся точкой, находящейся на поверхности источника излучения, м; F - фокусное расстояние устройства формирования направленногоP is the diameter of the scattering spot formed in the aperture plane of the receiving optical antenna, a luminous point located on the surface of the radiation source, m; F is the focal length of the directional forming device

пучка, м; L - расстояние от устройства формирования направленного пучкаbeam, m; L is the distance from the directional beam forming device

до оптической антенны, м;to the optical antenna, m;

df - пространственное разрешение устройства формирования направленного пучка по отношению к объектам, расположенным в окрестности фокальной поверхности этого устройства, м. Указанный результат достигается также тем, что источник оптического излучения выполнен в виде выходного торца световода.df is the spatial resolution of the directed beam forming device with respect to objects located in the vicinity of the focal surface of this device, m. This result is also achieved by the fact that the optical radiation source is made in the form of an output end of the fiber.

42./ ГЛЛ42./ GLF

Указанный результат достигается также тем, что источник оптического излучения выполнен с числовой апертурой, удовлетворяющей условию:The specified result is also achieved by the fact that the optical radiation source is made with a numerical aperture that satisfies the condition:

NA X,-L/D-FNA X, -L / D-F

где NA - числовая апертура источника оптического излучения; k - длина волны этого излучения, м; L - расстояние от устройства формирования направленного пучкаwhere NA is the numerical aperture of the optical radiation source; k is the wavelength of this radiation, m; L is the distance from the directional beam forming device

до оптической антенны, м; D - диаметр апертуры оптической антенны, м; F - фокусное расстояние устройства формирования направленного пучка, м.to the optical antenna, m; D is the aperture diameter of the optical antenna, m; F is the focal length of the device for the formation of a directed beam, m

Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются:Distinctive features of the claimed utility model are:

-выбор параметров источника оптического излучения и устройства формирования направленного светового пучка из условий: d P-F/L и -selection of parameters of the optical radiation source and the device for generating a directional light beam from the conditions: d P-F / L and

- выполнение источника оптического излучения в виде выходного торца световода;- the implementation of the source of optical radiation in the form of an output end of the fiber;

-выполнение источника оптического излучения с числовой апертурой, удовлетворяющей условию: NA A.-L/D-F.-performance of an optical radiation source with a numerical aperture satisfying the condition: NA A.-L / D-F.

Выбор параметров источника оптического излучения и устройства формирования направленного светового пучка обеспечивает снижение контраста обусловленной оптическими аберрациями и неоднородностями показателя преломления на трассе пространственной неоднородности принимаемого антенной светового излучения, и, как следствие, существенное снижение дисперсии мощности принимаемого фотодетектором сигнала.The choice of parameters of the optical radiation source and the device for generating a directed light beam ensures a decrease in the contrast due to optical aberrations and inhomogeneities of the refractive index along the spatial inhomogeneity path of the light radiation received by the antenna, and, as a result, a significant decrease in the power dispersion of the signal received by the photodetector.

пятно рассеяния, имеющее диаметр Р и, вообще говоря, неоднородное распределение интенсивности. Численная величина Р и другие характеристики этого распределения зависят от аберраций формирующего устройства, а также аберраций на трассе распространения пучка от передающей станции к абоненту.a scattering spot having a diameter P and, generally speaking, an inhomogeneous intensity distribution. The numerical value P and other characteristics of this distribution depend on the aberrations of the forming device, as well as aberrations on the beam propagation path from the transmitting station to the subscriber.

Две светящиеся точки, расположенные у краев источника на расстоянии d друг от друга и оптически разрешаемые устройством, формирующим пучок, дают два пятна рассеяния, расстояние h между которыми у приемной антенны равно где L - расстояние от формирующего устройства до антенны, м;Two luminous points located at the source edges at a distance d from each other and optically resolved by the beam-forming device give two scattering spots, the distance h between which the receiving antenna is equal to where L is the distance from the forming device to the antenna, m;

F - фокусное расстояние формирующего устройства (здесь предполагается, что источник размещен в фокальной области формирующего устройства и L F, что всегда выполняется на практике).F is the focal length of the forming device (it is assumed here that the source is located in the focal region of the forming device and L F, which is always done in practice).

Если h Р, что эквивалентно d P-F/L, то пятна рассеяния от множества светящихся точек источника перекрываются с достаточно большими пространственными сдвигами, в результате чего локальные минимумы интенсивности одних пятен рассеяния, вообще говоря, попадают на максимумы интенсивности других пятен, и поэтому суммарное распределение интенсивности света в плоскости апертуры приемной антенны сглаживается. Тем самым достигается эффект существенного (в несколько раз) снижения дисперсии мощности оптического сигнала, попадающего на фотодетектор.If h P, which is equivalent to d PF / L, then the scattering spots from the set of luminous points of the source overlap with sufficiently large spatial shifts, as a result of which the local minima of the intensity of one scattering spot, generally speaking, fall at the maxima of the intensity of other spots, and therefore the total distribution The light intensity in the aperture plane of the receiving antenna is smoothed. Thereby, the effect of a substantial (several-fold) reduction in the power dispersion of the optical signal incident on the photodetector is achieved.

Как отмечалось выше, это рассмотрение предполагает, что разные светящиеся точки источника излучения оптически разрешаются устройством, формирующим пучок. Если же достаточное пространственное разрешение у формирующей оптической системы отсутствует, то сдвиг соответствующих пятен рассеяния относительно друг друга оказывается меньше их поперечного размера, и, следовательно, отсутствуетAs noted above, this consideration suggests that different luminous points of the radiation source are optically resolved by the beam-forming device. If there is no sufficient spatial resolution for the forming optical system, then the shift of the corresponding scattering spots relative to each other is less than their transverse size, and therefore there is no

..

h L-d/F h L-d / F

эффективное сглаживание суммарного распределения интенсивности света.effective smoothing of the total distribution of light intensity.

Следовательно, для достижения требуемого эффекта необходимо также выполнение условия df d, где df - пространственное оптическое разрешение формирующего устройства по отношению к объектам, расположенным в окрестности фокальной поверхности этого устройства, то есть там, где располагается источник излучения.Therefore, to achieve the desired effect, it is also necessary to fulfill the condition df d, where df is the spatial optical resolution of the forming device with respect to objects located in the vicinity of the focal surface of this device, that is, where the radiation source is located.

В качестве источника оптического излучения может быть использован любой из числа известных - лампа накаливания, газовые или твердотельные лазеры и т.п. Однако, поскольку используя указанные источники трудно варьировать параметр d заранее заданным образом, то целесообразно использовать в качестве источника оптического излучения выходной торец световода, во входной торец которого излучение вводится от одного из первичных источников, перечисленных выше, т.к. изготовление световода с заданным диаметром существенных технологических затруднений не вызывает. Поскольку свет в световоде распространяется по его сердцевине, то в этом случае величина d равна диаметру сердцевины световода.As a source of optical radiation, any of a number of known ones can be used - an incandescent lamp, gas or solid-state lasers, etc. However, since using the indicated sources it is difficult to vary the parameter d in a predetermined manner, it is advisable to use the output end of the fiber as the source of optical radiation, into the input end of which the radiation is introduced from one of the primary sources listed above, since the manufacture of a fiber with a given diameter does not cause significant technological difficulties. Since the light propagates in the fiber along its core, in this case the value of d is equal to the diameter of the core of the fiber.

Величина NA ограничена сверху числовой апертурой этого световода, но может оказаться и меньше таковой в зависимости от методики ввода излучения в световод. Вместе с тем, известно, что выбором положения первичного источника света относительно входного торца световода можно добиться того, чтобы на выходном торце угловой спектр излучения заполнял всю числовую апертуру световода.The value of NA is bounded above by the numerical aperture of this fiber, but it may also be less than that depending on the technique for introducing radiation into the fiber. However, it is known that by choosing the position of the primary light source relative to the input end of the fiber, it is possible to ensure that at the output end the angular emission spectrum fills the entire numerical aperture of the fiber.

Полное заполнение числовой апертуры световода можно обеспечить также путем расширения углового спектра вводимого в световод излучения. Такого расширения можно достичь, например, пропуская излучение сквозь слой прозрачного материала, толщина которого случайным образом меняется от точки к точке.The full filling of the numerical aperture of the fiber can also be achieved by expanding the angular spectrum of the radiation introduced into the fiber. Such expansion can be achieved, for example, by passing radiation through a layer of transparent material, the thickness of which randomly varies from point to point.

.5Л/..5L /.

в частных случаях, при использовании таких источников, как лазеры, дающих когерентное излучение, может наблюдаться интерференция составляющих углового спектра излучения, которая приводит к появлению мелкомасщтабных неоднородностей в поперечном распределении интенсивности (так называемых спеклов). Размер этих спеклов (5) в месте нахождения антенны можно вьгаислить по формуле:in particular cases, when using sources such as lasers producing coherent radiation, interference can be observed between the components of the angular spectrum of the radiation, which leads to the appearance of small-scale inhomogeneities in the transverse intensity distribution (the so-called speckles). The size of these speckles (5) at the location of the antenna can be calculated using the formula:

где 6 - размер спекла, м.where 6 is the speckle size, m.

Для того чтобы эти мелкомасщтабные неоднородности не влияли на работу линии связи, необходимо обеспечить выполнение условия 5 D, где D - диаметр апертуры приемной антенны. При этом спеклы усредняются апертурой.In order for these small-scale inhomogeneities not to affect the operation of the communication line, it is necessary to satisfy the condition 5 D, where D is the diameter of the aperture of the receiving antenna. In this case, speckles are averaged by the aperture.

Комбинируя выщеприведенные выражения, получаем условиеCombining the above expressions, we obtain the condition

NA - DFNA - DF

Его выполнение обеспечит попадание более одного спекла в апертуру приемной антенны. При этом флуктуации мощности света на фотодетекторе, вызванные поперечным перемещением пучка или любыми другими нестационарностями спеклов в сечении принимаемого пучка, усредняются апертурой и не влияют на стабильность приема оптического сигнала.Its implementation will ensure that more than one speckle hits the aperture of the receiving antenna. In this case, fluctuations in the light power at the photodetector caused by the transverse movement of the beam or any other non-stationary speckles in the cross section of the received beam are averaged by the aperture and do not affect the stability of the reception of the optical signal.

Таким образом, выполнение условий d P-F/L и df d обеспечивает выравнивание в поперечном сечении пучка в плоскости апертуры приемной антенны неоднородностей интенсивности, вызванных аберрациями устройства формирования пучка и оптическими неоднородностями на трассе его распространения. Условие же NA A,-L/D-F обеспечивает подавление флуктуации мощности на фотодетекторе, которые могут быть вызваны интерференцией света от различных светящихсяThus, the fulfillment of the conditions d P-F / L and df d ensures alignment in the cross section of the beam in the aperture plane of the receiving antenna of the intensity inhomogeneities caused by aberrations of the beam-forming device and optical inhomogeneities along its propagation path. The condition NA A, -L / D-F suppresses power fluctuations at the photodetector, which can be caused by interference of light from various luminous

г X L о -g X L o -

NA FNA F

точек на поверхности источника в случае, когда излучаемые ими световые волны когерентны между собой.points on the surface of the source in the case when the light waves emitted by them are coherent with each other.

Сущность заявляемой системы оптической связи поясняется примерами реализации и чертежом, на котором условно показана ее принципиальная схема.The essence of the claimed optical communication system is illustrated by examples of implementation and the drawing, which conventionally shows its circuit diagram.

Система оптической связи содержит источник оптического излучения 1, который снабжается известными средствами модуляции (на чертеже не показаны). Поверхность источника 1 содержит множество светящихся точек, которые условно обозначены 2 и 2, световое излучение от которых с помощью устройства 3 формирования направленного пучка направляется к приемной оптической антенне. В качестве устройства 3 может быть использована линза, объектив, телескоп и т.д. Линиями 4 и 4 показано распределение интенсивности света в плоскости 5 апертуры приемной антенны от светящихся точек 2 и 2 источника излучения.The optical communication system contains an optical radiation source 1, which is supplied with known modulation means (not shown in the drawing). The surface of the source 1 contains a lot of luminous points, which are conventionally designated 2 and 2, the light radiation from which with the help of the device 3 forming a directed beam is directed to the receiving optical antenna. As the device 3, a lens, a lens, a telescope, etc. can be used. Lines 4 and 4 show the distribution of light intensity in the plane 5 of the aperture of the receiving antenna from the luminous points 2 and 2 of the radiation source.

В общем случае система работает следующим образом. Модулированное полезным сигналом оптическое излучение от источника 1 проходит через устройство 3 формирования направленного пучка, распространяется по оптической трассе и попадает на приемную оптическую антенну, условно показанную в виде плоскости 5 апертуры антенны, а затем на фотодетектор, который на чертеже не показан в силу известности.In general, the system works as follows. The optical radiation modulated by the useful signal from the source 1 passes through the directional beam forming device 3, propagates along the optical path and enters the receiving optical antenna, conventionally shown as the plane 5 of the antenna aperture, and then to the photodetector, which is not shown in the drawing due to fame.

В результате взаимодействия излучения каждой светящейся точки источника с оптическими неоднородностями на трассе, в нем возникает неоднородное распределение интенсивности, которое условно показано сечениями 4 и 4, в которых точкам, более удаленным от вертикальной оси, соответствуют большие значения интенсивности света. Соответственно, наложение неоднородных распределений интенсивно92 /f20 JAAs a result of the interaction of the radiation of each luminous point of the source with optical inhomogeneities along the path, an inhomogeneous intensity distribution appears in it, which is conventionally shown by sections 4 and 4, in which the points farther from the vertical axis correspond to large values of light intensity. Accordingly, the superposition of inhomogeneous distributions is intense92 / f20 JA

сти со сдвигом создает более равномерное результирующее распределение интенсивности.A shift shift creates a more uniform resulting intensity distribution.

Конкретная система связи может быть реализована со следующими параметрами. Зададимся величиной Р 30 см. Это соответствует экспериментально определенным значениям для атмосферных трасс длиной 500 1000 м при использовании формирующего объектива с угловым разрешением, более высоким, чем З-Ю радиан (при фокусном расстоянии объектива, равном 5 см, это соответствует пространственному разрешению 15 мкм). Предположим, что L 800 м, что довольно типично в практических приложениях, и выберем F 5 см. Тогда условиеA specific communication system can be implemented with the following parameters. Let us set a value of P 30 cm. This corresponds to experimentally determined values for atmospheric paths with a length of 500-1000 m when using a forming lens with an angular resolution higher than the S-10 radian (with a focal length of the lens equal to 5 cm, this corresponds to a spatial resolution of 15 μm ) Suppose that L is 800 m, which is quite typical in practical applications, and we choose F 5 cm. Then the condition

d d

удовлетворяется при d 19 мкм.satisfied at d 19 microns.

Источниками такого размера могут служить, например, лазеры или светодиоды, выпускаемые промышленностью. Если световой диаметр источника меньше этой величины, то его можно увеличить известными в оптике методами, например, пропуская излучение через световод с диаметром сердцевины более 19 мкм, которые в настоящее время изготавливаются промышленными методами.Sources of this size can be, for example, lasers or LEDs manufactured by industry. If the light diameter of the source is less than this value, then it can be increased by methods known in optics, for example, by passing radiation through a fiber with a core diameter of more than 19 μm, which are currently manufactured by industrial methods.

Объективы с пространственным разрешением, более высоким, чем 19 мкм также выпускаются промышленностью. Поэтому выполнение условия df d технически возможно. Таким образом, для реализации заявляемой системы с указанными выше параметрами существуют все необходимые технические средства.Lenses with a spatial resolution higher than 19 microns are also available from industry. Therefore, the fulfillment of the condition df d is technically possible. Thus, for the implementation of the inventive system with the above parameters, there are all the necessary technical means.

Для устранения неоднородностей интенсивности в виде спеклов на приемной апертуре оптической антенны, можно создать систему со следующими параметрами: источник излучения имеет длину волны X, 0,8 мкм (что часто используется в системах оптической связи), диаметр - LTo eliminate the heterogeneity of intensity in the form of speckles at the receiving aperture of the optical antenna, you can create a system with the following parameters: the radiation source has a wavelength of X, 0.8 μm (which is often used in optical communication systems), the diameter is L

апертуры приемной антенны D 10 см, L 800 м и F 5 см. Тогда условиеthe aperture of the receiving antenna is D 10 cm, L 800 m, and F 5 cm. Then the condition

NA - DFNA - DF

удовлетворяется при NA 0,13. Создание источника излучения с таким NA технически вполне возможно и не требует больших материальных затрат. В частности, световоды с NA 0,13 мкм выпускаются промышленностью. Следовательно, и для реализации системы в частном случае когерентного первичного источника света имеются в наличии все необходимые технические средства.satisfied with NA 0.13. Creating a radiation source with such NA is technically quite possible and does not require large material costs. In particular, fibers with NA 0.13 μm are commercially available. Therefore, for the implementation of the system in the particular case of a coherent primary light source, all the necessary technical means are available.

Claims

1. An optical communication system comprising an optical radiation source with modulation means, a directional light beam forming device, a receiving optical antenna and a photo detector with demodulation means, characterized in that the parameters of the optical radiation source and the directional light beam forming device are selected from conditions
d> P • F / L and d _f <d,
where d is the light diameter of the radiation source, m;
P is the diameter of the scattering spot formed in the aperture plane of the receiving optical antenna by a luminous point located on the surface of the radiation source, m;
F is the focal length of the directed beam forming device, m;
L is the distance from the directional beam forming device to the optical antenna, m;
d _f is the spatial resolution of the directed beam forming device with respect to objects located in the vicinity of the focal surface of this device, m

2. The system according to claim 1, characterized in that the optical radiation source is made in the form of an output end of the fiber.

3. The system according to claim 1, characterized in that the optical radiation source is made with a numerical aperture that satisfies the condition:
NA> λ • L / D • F,
where NA is the numerical aperture of the optical radiation source;
λ is the wavelength of this radiation, m;
L is the distance from the directional beam forming device to the optical antenna, m;
D is the aperture diameter of the optical antenna, m;
F is the focal length of the device for the formation of a directed beam, m