【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(qiáng)等優(yōu)點,被認(rèn)為是解決遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行實驗測試,同時也進(jìn)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(jìn)步，在海上、空中或太空中遠(yuǎn)距離設(shè)備之間的通信連接正在不斷增加[1]，遠(yuǎn)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(jìn)行通信時所需的天線直徑為 3.7m，而采用光波進(jìn)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(qiáng)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(jìn)一步地提器性能的好壞對零差相干接收機(jī)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(jī)的緊器由一塊分光棱鏡和兩個圓柱形方解石組束進(jìn)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(xiàn)】

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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(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2013年09期

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本文編號：2749634