在光纖激光通信系統(tǒng)中,為了克服準(zhǔn)誤差、隨機(jī)角抖動(dòng)誤差、大氣湍流像差對(duì)單模光纖耦合效率的影響,本文設(shè)計(jì)了單模光纖章動(dòng)跟蹤耦合系統(tǒng)。首先基于模場(chǎng)匹配原理,分析了徑向偏差和光斑大小對(duì)耦合效率的影響。其次在理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)激光章動(dòng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要包括激光器、準(zhǔn)直鏡、快速反射鏡、耦合透鏡以及光電探測(cè)器,并以光電探測(cè)器的能量反饋完成了激光章動(dòng)跟蹤算法設(shè)計(jì)。最后搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到,在激光章動(dòng)跟蹤時(shí)單模光纖的耦合效率為53.5%,并測(cè)試了徑向偏差以及光斑大小對(duì)耦合效率的影響,得到了相應(yīng)的曲線。耦合效率滿足系統(tǒng)要求,并且實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線與理論分析的仿真曲線基本一致。 

【文章來(lái)源】：液晶與顯示. 2020,35(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

單模光纖模場(chǎng)簡(jiǎn)化模型

根據(jù)公式（5）可計(jì)算出，當(dāng)光斑半徑與光纖模場(chǎng)半徑滿足ω1/ω0=1.711且兩者中心完全重合時(shí)，耦合效率可以達(dá)到的最大值η=81.45%。由以上公式中的變量間的關(guān)系得到圖2中耦合效率與光斑大小、徑向偏移之間的關(guān)系。圖2中縱坐標(biāo)為耦合效率，橫坐標(biāo)為光斑半徑與光纖模場(chǎng)半徑的比值，不同顏色曲線表示不同徑向偏移時(shí)的耦合效率。從圖中可以看出，隨著徑向偏差的增大，耦合效率急劇下降，因此要對(duì)徑向偏差進(jìn)行補(bǔ)償。3 系統(tǒng)組成及算法設(shè)計(jì)

激光章動(dòng)系統(tǒng)組成如圖3所示，包括激光器、準(zhǔn)直鏡、快速反射鏡（Fast Steering Mirror,FSM）、耦合透鏡、雪崩光電二極管（Avalanche Photo Diode,APD）及控制系統(tǒng)。激光器發(fā)射的光束首先經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡進(jìn)行擴(kuò)束，然后入射快速反射鏡進(jìn)行徑向偏差補(bǔ)償與激光章動(dòng)，接著通過(guò)耦合透鏡聚焦并耦合到單模光纖內(nèi)，再由APD檢測(cè)光功率，最后將APD輸出的信號(hào)傳輸至控制系統(tǒng)�？刂葡到y(tǒng)對(duì)光纖位置進(jìn)行計(jì)算，并將信號(hào)反饋到快速反射鏡中，以實(shí)現(xiàn)徑向偏差補(bǔ)償和章動(dòng)幅度的優(yōu)化。3.2 章動(dòng)跟蹤系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3440552