1.一种应用于空间激光通信的全光捕获装置,其特征是,其由A终端(1)和B终端(2)组成,两个终端结构相同;所述A终端(1)和B终端(2)均由信标光激光器(3)、信标光发射镜头(4)、棱镜挡板(5)、棱镜光栏(6)、直角棱镜(7)、二维转台(8)、信标光接收相机(9)和信标光接收镜头(10)组成;
所述信标光发射镜头(4)安装在二维转台(8)上,二维转台(8)可带动信标光发射镜头(4)在方位和俯仰方向上做二维转动;信标光激光器(3)安装在信标光发射镜头(4)后端,信标光激光器(3)发出的激光经过信标光发射镜头(4)整形后发射;信标光接收镜头(10)安装在二维转台(8)上,二维转台(8)可带动信标光接收镜头(10)在方位和俯仰方向上做二维转动,安装时信标光接收镜头(10)的光轴与信标光发射镜头(4)光轴平行;信标光接收相机(9)安装在信标光接收镜头(10)后端,探测信标光接收镜头(10)接收到的信标光并提取光轴角度信息;直角棱镜(7)安装在二维转台(8)的方位基座上,直角棱镜(7)的入射面法线与信标光发射镜头(4)在俯仰水平零位时的光轴平行,二维转台(8)带动直角棱镜(7)只做方位运动;直角棱镜(7)入射面前方安装棱镜光栏(6),其控制照射到直角棱镜(7)上入射光的角度;棱镜光栏(6)前面安装棱镜挡板(5),棱镜挡板(5)打开时直角棱镜(7)可接收并反射激光,棱镜挡板(5)关闭时将直角棱镜(7)入射面完全挡住。
2.根据权利要求1所述的一种应用于空间激光通信的全光捕获装置,其特征在于,所述A终端(1)和B终端(2)设计时,棱镜光栏(6)入射光角度保证在俯仰方向上覆盖整个不确定区域的俯仰高度。
3.根据权利要求1所述的一种应用于空间激光通信的全光捕获装置,其特征在于,所述棱镜光栏(6)方位方向入射角度小于信标光接收镜头(10)的视场角。
4.一种应用于空间激光通信的全光捕获方法,其特征是,其包括步骤如下:步骤1:A终端(1)和B终端(2)都打开棱镜挡板(5),保证双方可通过直角棱镜(7)接收对方的信标光,调整二维转台(8)视轴指向捕获不确定区域的中心位置;
步骤2:A终端(1)和B终端(2)打开各自的信标光激光器(3),发射信标激光;
步骤3:A终端(1)和B终端(2)的二维转台(8)分别开始在捕获区域内以等间隔进行矩形螺旋跳步扫描,捕获过程中只要A终端(1)的信标光指向至B终端(2)的直角棱镜(7)时,A终端(1)信标光发射镜头(4)发射的信标光通过B终端(2)的棱镜光栏(6)照射到B终端(2)的直角棱镜(7)的入射面上并被直角棱镜(7)按与入射角度平行的角度反射;B终端(2)的信标光反射后按原路返回A终端(1),照射到A终端(1)的信标光接收镜头(10)上,A终端(1)收到的信标光在信标光接收镜头(10)后端的信标光接收相机(9)上成像,信标光接收相机(9)发现光斑时,停止扫描;
步骤4:检测光轴偏转角度,A终端(1)二维转台(8)根据光轴偏转角度进行光斑跟踪,将光斑保持在A终端(1)信标光接收相机(9)视场中心;
步骤5:此时A终端(1)和B终端(2)均在方位上指向对方,A终端(1)和B终端(2)关闭棱镜挡板(5),使直角棱镜(7)不能反射对方信标光;如果此时A终端(1)或B终端(2)中的信标光接收相机(9)中依然有光斑,则A终端(1)或B终端(2)对光斑直接进行跟踪,完成全光捕获;
步骤6:如A终端(1)或B终端(2)的信标接收相机(9)未探测到光斑,则相应终端的二维转台(8)保持方位角度不变,并在俯仰方向捕获不确定区域内进行线性往复扫描,直到信标接收相机(9)探测到光斑,然后二维转台(8)对光斑进行跟踪,完成全光捕获。