本发明涉及光学测量，更具体地，涉及一种空间光-多模光纤耦合效率测量系统及方法。
背景技术：
1、对于空间目标激光测距系统，其接收光路一般采用空间光-多模光纤耦合的方式将光信号传输至探测器。当进行光纤耦合效率测量时，通常需要在实验室搭建复杂的测试光路，例如利用光栅扫描技术，通过计算机进行光栅扫描和跟踪，完成耦合效率测量。然而由于已安装在系统中的多模光纤不便移动，难以保证有足够的空间搭建测量光路。
技术实现思路
1、本发明为克服上述现有技术中空间光-多模光纤耦合效率测试光路复杂的缺陷，提供一种空间光-多模光纤耦合效率测量系统及方法。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
3、一种空间光-多模光纤耦合效率测量系统，包括望远镜接收模块、控制器、探测模块和数据处理模块；其中，所述望远镜接收模块包括望远镜和耦合光路；所述望远镜用于接收回波光束，并传输至所述耦合光路；所述耦合光路用于将空间光束耦合进多模光纤；所述控制器与所述望远镜连接，用于调节望远镜的角度；所述探测模块与所述耦合光路中的多模光纤连接，用于探测回波光子数；所述数据处理模块用于统计回波光子数，并基于回波光子数计算得到耦合效率。
4、本技术方案中，通过控制器调节望远镜的角度，配合探测器将望远镜调整至光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置，再以中心位置出发，调整望远镜对准恒星的偏角，通过探测器获取不同位置的光子数，再利用数据处理模块统计回波光子数，基于回波光子数计算得到耦合效率，完成空间光-多模光纤耦合效率测量。
5、作为优选方案，所述控制器在调节望远镜的角度的过程中，执行以下步骤：
6、调节望远镜指向对准恒星的中心；
7、沿着俯仰角正向或反向调整，同时通过所述探测模块探测回波光子数的变化，根据光子数峰值确定光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置；
8、以所述中心位置为起点，以角秒为步长，沿任一方向调节望远镜对准恒星的偏角。
9、作为优选方案，所述数据处理模块基于回波光子数计算得到耦合效率的过程中，执行以下步骤：
10、根据光子数峰值确定光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置，并获取中心位置的第一光子数ns；
11、通过控制器调节所述望远镜的角度，获取偏角下的第二光子数ni；
12、基于第一光子数ns和第一光子数ns，计算耦合效率η；其表达式为：
13、作为优选方案，所述探测模块包括超导单光子探测器。
14、进一步地，本发明还提出了一种空间光-多模光纤耦合效率测量方法，应用本发明提出的空间光-多模光纤耦合效率测量系统。其中，所述方法包括以下步骤：
15、将望远镜调整至光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置，并通过探测器得到第一光子数ns；
16、调整望远镜的偏角，通过探测器得到偏角下的第二光子数ni；
17、基于所述第一光子数ns和第二光子数ni，计算得到空间光-多模光纤耦合效率。
18、作为优选方案，所述将望远镜调整至光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置，包括以下步骤：
19、调节望远镜指向对准恒星的中心；
20、沿着俯仰角正向或反向调整，同时通过探测器得到光子数的变化，生成光子数曲线图；
21、根据光子数峰值确定光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置。
22、作为优选方案，所述调整望远镜对准恒星的偏角，包括以下步骤：以所述中心位置为起点，以角秒为步长，沿任一方向调节望远镜对准恒星的偏角。
23、作为优选方案，所述基于所述第一光子数ns和第二光子数ni，计算得到空间光-多模光纤耦合效率，包括以下步骤：计算偏角下的第二光子数ni与中心位置的第一光子数ns的比值，得到空间光-多模光纤耦合效率η；其表达式为：
24、作为优选方案，所述探测器包括超导单光子探测器。
25、本发明还提出了一种存储介质，其上存储有计算机可读指令，其中，所述计算机可读指令被处理器执行时如本发明所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法的步骤。
26、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明在空间目标激光测距系统的基础上通过增加探测模块和数据处理模块实现空间光-多模光纤耦合效率测量，无需搭建复杂的测量光路，直接利用望远镜的对准恒星的偏角，基于光学传输特性偏角引起光束光学像差原理完成耦合效率的测量计算，具有测量方式简单、测量结果准确性高、测量效率高的特点。
1.一种空间光-多模光纤耦合效率测量系统，其特征在于，包括望远镜接收模块、控制器、探测模块和数据处理模块；其中，
2.根据权利要求1所述的空间光-多模光纤耦合效率测量系统，其特征在于，所述控制器在调节望远镜的角度的过程中，执行以下步骤：
3.根据权利要求2所述的空间光-多模光纤耦合效率测量系统，其特征在于，所述数据处理模块基于回波光子数计算得到耦合效率的过程中，执行以下步骤：
4.根据权利要求1～3任一项所述的空间光-多模光纤耦合效率测量系统，其特征在于，所述探测模块包括超导单光子探测器。
5.一种空间光-多模光纤耦合效率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法，其特征在于，所述将望远镜调整至光斑位于多模光纤纤芯端面中心的中心位置，包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法，其特征在于，所述调整望远镜对准恒星的偏角，包括以下步骤：以所述中心位置为起点，以角秒为步长，沿任一方向调节望远镜对准恒星的偏角。
8.根据权利要求5所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法，其特征在于，所述基于所述第一光子数ns和第二光子数ni，计算得到空间光-多模光纤耦合效率，包括以下步骤：计算偏角下的第二光子数ni与中心位置的第一光子数ns的比值，得到空间光-多模光纤耦合效率η；其表达式为：
9.根据权利要求5～8任一项所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法，其特征在于，所述探测器包括超导单光子探测器。
10.一种存储介质，其上存储有计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令被处理器执行时如权利要求5～9任一项所述的空间光-多模光纤耦合效率测量方法的步骤。
