【摘要】：零差相干激光通信具有高光學(xué)增益、通信容量大和抗截獲能力強等優(yōu)點,被認為是解決遠距離、高速率通信問題的最有競爭力的技術(shù)手段之一。實現(xiàn)零差相干激光通信需要滿足一系列的苛刻條件,而具有高效率的空間光混頻器是其中條件之一。本論文針對空間光混頻器的關(guān)鍵性能—相位精度、插入損耗、支路能量均勻性和分光比—進行了分析和仿真,并提出和驗證了相應(yīng)的補償和優(yōu)化方法,提高了空間光混頻器的效率和系統(tǒng)的靈敏度。首先,分析了零差相干探測靈敏度與空間光混頻器分光比的關(guān)系,分析結(jié)果表明選用最優(yōu)分光比時的靈敏度比均勻分光時高近2.55dB,驗證實驗結(jié)果與分析結(jié)果相符。其次,構(gòu)建了90°空間光混頻器的數(shù)學(xué)模型,分別對90°空間光混頻器的相位精度、插入損耗和支路能量不均勻性進行了研究。第三,提出了補償相位差與調(diào)整分光比的方法,并對其進行了仿真和實驗驗證,結(jié)果表明可以通過旋轉(zhuǎn)1/4波片和1/2波片實現(xiàn)相位差的精確補償和預(yù)期分光比的調(diào)整。第四,設(shè)計了一組非球面整形鏡,將均勻分布的信號光整形為高斯分布,整形后光束振幅分布與理想振幅分布接近,通過分析得出最高混頻效率比未整形時有14.2%的提升。最后對90°空間光混頻器的插入損耗、支路能量均勻性和相位精度進行實驗測試,同時也進行了分光比調(diào)整與90°相位差補償驗證實驗和混頻器分光比對系統(tǒng)靈敏度的影響驗證實驗,實驗研究結(jié)果與理論分析結(jié)果相符。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

第 1 章 緒 論研究的目的和意義著科技的不斷進步，在海上、空中或太空中遠距離設(shè)備之間的通信連接正在不斷增加[1]，遠距離、高速率的通信技術(shù)越來越受到人們的重視，而信（Free Space Optical Communication, FSOC）是一種解決上述問題較為決方案。前的遙感技術(shù)正在向高光譜分辨率和高空間分辨率發(fā)展，要求數(shù)據(jù)的回快，速率已由每秒百兆比特向每秒吉比特發(fā)展[2]，射頻通信技術(shù)變得越來外，地球同步軌道以外的空間也是射頻通信技術(shù)的發(fā)展瓶頸，射頻電波長大很多倍，發(fā)散角也會比較大，信號功率隨著通信距離增加的衰減更收端有足夠的靈敏度，通信天線體積通常會很大，以土星與地球之間的用 X 波段進行通信時所需的天線直徑為 3.7m，而采用光波進行通信時所為 0.1m，如圖 1.1 所示[3]。

探測率和截獲率使得它在國防應(yīng)用中也 大多采用強度調(diào)制/直接探測（IM/DD）高探測靈敏度和調(diào)制方式多樣性的優(yōu)勢景噪聲，可以將探測靈敏度進一步地提器性能的好壞對零差相干接收機的靈敏度、插入損耗和支路能量均勻性。因此，如均勻性小的 90°空間光混頻器是該領(lǐng)域的展?fàn)頽horst 提出一種用于相位分集接收機的緊器由一塊分光棱鏡和兩個圓柱形方解石組束進行準(zhǔn)直和聚焦[11]。耦合效率約為 60

圖 1.3 塊狀 90°光混頻器[12]TESAT 公司采用了 R. Garreis 和 Carl Zeiss 所提出的包結(jié)構(gòu)，研制出了圖 1.4 所示的 90°光混頻器，通過紫外膠在玻璃板上，使得光混頻器的重量和體積得以減小，同時，保證系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定度[13]。圖 1.4 TESAT 公司研制 90°光混頻器[13]美國 Optoplex 公司研制出了基于邁克爾遜干涉儀原理的示意圖如圖 1.5 所示�；祛l器采用該結(jié)構(gòu)的好處之一是有

【參考文獻】

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1 鄭陽;姜會林;佟首峰;鄭建平;賀文俊;;基于相干激光通信的空間光混頻器光機結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2013年09期

2 鄭陽;姜會林;佟首峰;鄭建平;賀文俊;;基于相干激光通信空間光混頻器數(shù)學(xué)模型的建立[J];光學(xué)學(xué)報;2013年07期

3 劉宏展;紀(jì)越峰;許楠;劉立人;;信號與本振光振幅分布對星間相干光通信系統(tǒng)混頻效率的影響[J];光學(xué)學(xué)報;2011年10期

4 蔣煒;譚慶貴;郭海超;張文睿;鄭偉;;相干光通信系統(tǒng)光鎖相環(huán)性能分析[J];空間電子技術(shù);2011年03期

5 萬玲玉;孫建鋒;劉立人;谷巍;陸翔;周煜;;波片光軸偏差對偏振分光光束振幅和相位的影響研究[J];光學(xué)技術(shù);2010年02期

6 張劍;李國華;;波片延遲誤差校正的理論與技術(shù)[J];激光技術(shù);2006年03期

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1 趙意意;空間相干光通信終端光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

2 高t@含;高斯光束整形技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2012年

3 趙芳;基于單模光纖耦合自差探測星間光通信系統(tǒng)接收性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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1 周凌堯;相干光通信中的90°光混頻器[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號：2749634