和傳統(tǒng)的直接探測(cè)光通信系統(tǒng)相比,空間相干光通信系統(tǒng)具有靈敏度高、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸容量大等優(yōu)勢(shì),已成為自由空間光通信（Free Space Optics Communication,FSOC）領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)�？臻g光混頻器是空間相干光通信接收系統(tǒng)的核心器件之一,通過(guò)干涉疊加信號(hào)光與本振光的波前為信號(hào)光提供能量增益,同時(shí)將相位變化轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)變化。實(shí)際空間激光通信應(yīng)用中,零差相干接收機(jī)制需要保證本振光和信號(hào)光在頻率和相位上完全一致,需要進(jìn)行一個(gè)跟蹤捕獲-鎖頻鎖相-通信的動(dòng)態(tài)過(guò)程。由于空間信道大氣湍流的存在,空間光混頻器始終處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的工作環(huán)境。因此對(duì)90°空間光混頻器的動(dòng)態(tài)特性研究是非常有意義的。本文針對(duì)90°空間光混頻器動(dòng)態(tài)特性展開(kāi)研究,主要工作內(nèi)容如下:1、作為空間相干光通信接收端核心器件的90°空間光混頻器,其研究有著較大現(xiàn)實(shí)意義,已成為相干光通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。文章整理了空間光通信發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,特別是90°空間光混頻器器件設(shè)計(jì)及影響因素分析的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。2、介紹了空間相干激光通信原理、系統(tǒng)構(gòu)成和通信調(diào)制格式。分析并介紹了空間相干光通信系統(tǒng)中的重點(diǎn)器件:光混頻器、光... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

44千米的海島通信實(shí)驗(yàn)[6]

51968年，麻省理工大學(xué)的Teich設(shè)計(jì)了一款基于分光鏡的光混頻器，實(shí)現(xiàn)了本振光與信號(hào)光的相干疊加獲得中頻信號(hào)[27]；1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Kleinman利用分光鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)兩束不同波長(zhǎng)的光束分別起到透射和反射作用，實(shí)現(xiàn)混頻[28]，如圖1.3。圖1.3利用分光鏡實(shí)現(xiàn)的空間光混頻器[28]1987年，美國(guó)的Gimlett設(shè)計(jì)了基于3dB光纖耦合器的90°混頻器，如圖1.4，并實(shí)現(xiàn)了FSK光通信[29]。圖1.4光纖3dB耦合器型混頻器的原理圖與光纖混頻器實(shí)物[29]1989年，德國(guó)的Hoffman利用波導(dǎo)技術(shù)制作了90°光混頻器，如圖1.5，該類(lèi)型的光混頻器體積很小，十分有利于集成度高的商業(yè)應(yīng)用[30]。2010年，日本Seok-HwanJeong等人利用2x4MMI和2x2MMI組合的結(jié)構(gòu)在SiO2材料上制作了一種相位可調(diào)的光波導(dǎo)型90°光混頻器[31]。圖1.5波導(dǎo)型光混頻器結(jié)構(gòu)圖與實(shí)物圖[30]

51968年，麻省理工大學(xué)的Teich設(shè)計(jì)了一款基于分光鏡的光混頻器，實(shí)現(xiàn)了本振光與信號(hào)光的相干疊加獲得中頻信號(hào)[27]；1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Kleinman利用分光鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)兩束不同波長(zhǎng)的光束分別起到透射和反射作用，實(shí)現(xiàn)混頻[28]，如圖1.3。圖1.3利用分光鏡實(shí)現(xiàn)的空間光混頻器[28]1987年，美國(guó)的Gimlett設(shè)計(jì)了基于3dB光纖耦合器的90°混頻器，如圖1.4，并實(shí)現(xiàn)了FSK光通信[29]。圖1.4光纖3dB耦合器型混頻器的原理圖與光纖混頻器實(shí)物[29]1989年，德國(guó)的Hoffman利用波導(dǎo)技術(shù)制作了90°光混頻器，如圖1.5，該類(lèi)型的光混頻器體積很小，十分有利于集成度高的商業(yè)應(yīng)用[30]。2010年，日本Seok-HwanJeong等人利用2x4MMI和2x2MMI組合的結(jié)構(gòu)在SiO2材料上制作了一種相位可調(diào)的光波導(dǎo)型90°光混頻器[31]。圖1.5波導(dǎo)型光混頻器結(jié)構(gòu)圖與實(shí)物圖[30]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Mode demultiplexing hybrids for mode-division multiplexing coherent receivers[J]. HE WEN,HUIYUAN LIU,YUANHANG ZHANG,PENG ZHANG,GUIFANG LI.  Photonics Research. 2019(08)
[2]“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星圓滿(mǎn)實(shí)現(xiàn)全部既定科學(xué)目標(biāo)[J]. 王晉嵐.  科學(xué). 2017(05)
[3]空間光混頻器分光性能的分析與優(yōu)化[J]. 南航,張鵬,佟首峰,劉洋,郝世聰,常帥,范雪冰.  光學(xué)精密工程. 2017(07)
[4]空間光混頻器分光比調(diào)整與90°相位差補(bǔ)償方法[J]. 曹海帥,江倫,張鵬,南航,佟首峰,張立中.  光子學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]相干探測(cè)系統(tǒng)中的混頻效率[J]. 譚振坤,柯熙政.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(10)
[6]光斑尺寸偏差和光軸偏轉(zhuǎn)對(duì)空間光混頻器混頻效率的影響分析[J]. 南航,張鵬,佟首峰,馬婷婷,仝光恒,曹海帥,范雪冰.  紅外與激光工程. 2017(04)
[7]信號(hào)光偏振特性對(duì)空間相干探測(cè)混頻效率的影響[J]. 馬婷婷,佟首峰,南航,賈曉陽(yáng).  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(02)
[8]相干激光通信光學(xué)系統(tǒng)偏振像差研究[J]. 楊宇飛,顏昌翔,胡春暉,吳從均.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[9]大氣湍流下帶有跟蹤誤差的空間相干光通信性能分析[J]. 南航,張鵬,佟首峰,陳純毅.  光子學(xué)報(bào). 2015(08)
[10]高斯光束場(chǎng)分布對(duì)相干探測(cè)混頻效率的影響[J]. 李向陽(yáng),馬宗峰,石德樂(lè).  紅外與激光工程. 2015(02)

博士論文
[1]無(wú)線光通信中外差探測(cè)性能影響因素及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 譚振坤.西安理工大學(xué) 2019
[2]LC-SLM的空間相干光通信波前校正技術(shù)[D]. 孔英秀.西安理工大學(xué) 2019
[3]大氣激光通信數(shù)字相干探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李學(xué)良.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018

碩士論文
[1]空間光混頻器性能的影響因素研究[D]. 王圓鑫.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2019
[2]大氣湍流對(duì)高速飛行器擾流場(chǎng)探測(cè)成像的影響[D]. 李立旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3581628