部分相干光大氣湍流傳輸光束參數(shù)模擬技術研究
發(fā)布時間：2023-01-15 15:01
作為信息載體的激光光束在大氣中傳輸時,大氣湍流效應會導致通信系統(tǒng)信噪比下降,誤碼率升高,嚴重影響通信系統(tǒng)性能。大量研究表明,部分相干光受到大氣湍流的影響比完全相干光要小,因此研究部分相干光的傳輸特性具有實際價值和意義。由于外場實驗成本過高,操作不便,室內傳輸模擬技術逐漸成為研究的熱點。本文將液晶空間光調制器（Liquid Crystal On Silicon Modulator,LC-SLM）應用到激光傳輸系統(tǒng)中,利用LC-SLM的相位調制原理對初始光源的光束參數(shù)進行調控,模擬相干度不同的部分相干光在大氣湍流中的傳輸。本文首先對光波的相干特性及采用LC-SLM對光束相干長度進行調制的基本原理進行了研究,實驗生成相干度為0.3mm和3mm的部分相干光并對其進行了相干度檢測,證明了LC-SLM可以高精度的生成部分相干光。其次,研究了基于LC-SLM的動態(tài)大氣湍流模擬技術,采用功率譜反演法疊加4級低頻諧波的方式生成湍流相位屏,構建室內動態(tài)大氣湍流信道仿真平臺,通過測量光束受湍流影響下的到達角起伏方差反演出大氣相干長度的值與理論設置的值進行對比,實驗得到該系統(tǒng)的均方根誤差為0.0121m。驗證...
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要內容
第二章 部分相干光大氣湍流傳輸理論
2.1 部分相干光基本理論
2.1.1 空間-時間域的互相干函數(shù)
2.1.2 空間-頻率域的交叉譜密度
2.1.3 典型的部分相干光數(shù)學模型
2.2 大氣湍流效應對部分相干光傳輸?shù)挠绊?br> 2.2.1 大氣湍流的基本特性
2.2.2 光強閃爍
2.2.3 光束擴展
2.2.4 光束漂移
2.3 本章小結
第三章 部分相干光大氣湍流傳輸模擬關鍵技術
3.1 部分相干光生成方法研究
3.1.1 典型的部分相干光生成方法
3.1.2 基于LC-SLM的部分相干光生成原理
3.1.3 基于LC-SLM的部分相干光生成實驗及結果分析
3.2 大氣湍流模擬技術研究
3.2.0 典型的大氣湍流模擬技術
3.2.1 基于LC-SLM的湍流模擬原理
3.2.2 基于LC-SLM的湍流模擬系統(tǒng)設計及實驗結果分析
3.3 基于LC-SLM的部分相干光大氣湍流傳輸?shù)膹秃险{控技術
3.4 本章小結
第四章 部分相干光大氣湍流傳輸性能模擬實驗研究
4.1 基于LC-SLM的部分相干光大氣湍流傳輸系統(tǒng)構建
4.2 部分相干光傳輸模擬的性能實驗過程及結果分析
4.2.1 光強閃爍
4.2.2 光束擴展
4.2.4 光束漂移
4.3 本章小結
第五章 總結與展望
5.1 研究工作總結
5.2 未來展望
參考文獻
附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和專利
附錄B 攻讀碩士學位期間參加的科研項目和獲獎情況
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]部分相干光束經過湍流大氣傳輸研究進展[J]. 王飛,余佳益,劉顯龍,蔡陽健. 物理學報. 2018(18)
[2]旋轉相位屏的動態(tài)大氣湍流數(shù)值模擬和驗證方法[J]. 李盾,寧禹,吳武明,孫全,杜少軍. 紅外與激光工程. 2017(12)
[3]驅動電壓對向列型液晶調制相位的影響[J]. 郭弘揚,杜升平. 國外電子測量技術. 2017(12)
[4]大氣湍流尺度對部分相干光傳輸特性的影響[J]. 柯熙政,薛瑤. 光子學報. 2017(01)
[5]利用液晶空間光調制實現(xiàn)激光大氣湍流效應動態(tài)仿真[J]. 李華,陳前榮,王彥斌,任廣森,朱榮臻,張文攀. 光電子·激光. 2016(07)
[6]采用圖形處理器加速的部分相干光實時生成方法[J]. 倪小龍,劉智,姜會林,陳純毅,劉藝,齊冀,宋盧軍. 光子學報. 2016(03)
[7]對流湍流池湍流特性與真實大氣對比實驗研究[J]. 倪小龍,宋盧軍,姜會林,付強,劉藝,張肅,劉智. 激光與光電子學進展. 2015(09)
[8]光源相干度對Bessel光最大無衍射距離的影響[J]. 孫川,何西,林炳福,姜妍,莊其仁,吳逢鐵. 光子學報. 2015(02)
[9]功率譜反演大氣湍流隨機相位屏采樣方法的研究[J]. 蔡冬梅,王昆,賈鵬,王東,劉建霞. 物理學報. 2014(10)
[10]基于GPU的液晶大氣湍流模擬器波面生成的并行實現(xiàn)[J]. 倪小龍,劉智,孔悅,劉丹. 強激光與粒子束. 2014(03)
博士論文
[1]新型光束在湍流大氣中的傳輸特性研究[D]. 張亞琳.華中科技大學 2017
[2]新型部分相干光束及其在湍流大氣中的傳輸特性研究[D]. 鄧鵬.華中科技大學 2013
[3]部分相干光的相關理論和實驗研究[D]. 王飛.浙江大學 2008
碩士論文
[1]部分相干光的傳輸特性研究[D]. 文僑.四川大學 2005
本文編號：3731179
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要內容
第二章 部分相干光大氣湍流傳輸理論
2.1 部分相干光基本理論
2.1.1 空間-時間域的互相干函數(shù)
2.1.2 空間-頻率域的交叉譜密度
2.1.3 典型的部分相干光數(shù)學模型
2.2 大氣湍流效應對部分相干光傳輸?shù)挠绊?br> 2.2.1 大氣湍流的基本特性
2.2.2 光強閃爍
2.2.3 光束擴展
2.2.4 光束漂移
2.3 本章小結
第三章 部分相干光大氣湍流傳輸模擬關鍵技術
3.1 部分相干光生成方法研究
3.1.1 典型的部分相干光生成方法
3.1.2 基于LC-SLM的部分相干光生成原理
3.1.3 基于LC-SLM的部分相干光生成實驗及結果分析
3.2 大氣湍流模擬技術研究
3.2.0 典型的大氣湍流模擬技術
3.2.1 基于LC-SLM的湍流模擬原理
3.2.2 基于LC-SLM的湍流模擬系統(tǒng)設計及實驗結果分析
3.3 基于LC-SLM的部分相干光大氣湍流傳輸?shù)膹秃险{控技術
3.4 本章小結
第四章 部分相干光大氣湍流傳輸性能模擬實驗研究
4.1 基于LC-SLM的部分相干光大氣湍流傳輸系統(tǒng)構建
4.2 部分相干光傳輸模擬的性能實驗過程及結果分析
4.2.1 光強閃爍
4.2.2 光束擴展
4.2.4 光束漂移
4.3 本章小結
第五章 總結與展望
5.1 研究工作總結
5.2 未來展望
參考文獻
附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和專利
附錄B 攻讀碩士學位期間參加的科研項目和獲獎情況
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]部分相干光束經過湍流大氣傳輸研究進展[J]. 王飛,余佳益,劉顯龍,蔡陽健. 物理學報. 2018(18)
[2]旋轉相位屏的動態(tài)大氣湍流數(shù)值模擬和驗證方法[J]. 李盾,寧禹,吳武明,孫全,杜少軍. 紅外與激光工程. 2017(12)
[3]驅動電壓對向列型液晶調制相位的影響[J]. 郭弘揚,杜升平. 國外電子測量技術. 2017(12)
[4]大氣湍流尺度對部分相干光傳輸特性的影響[J]. 柯熙政,薛瑤. 光子學報. 2017(01)
[5]利用液晶空間光調制實現(xiàn)激光大氣湍流效應動態(tài)仿真[J]. 李華,陳前榮,王彥斌,任廣森,朱榮臻,張文攀. 光電子·激光. 2016(07)
[6]采用圖形處理器加速的部分相干光實時生成方法[J]. 倪小龍,劉智,姜會林,陳純毅,劉藝,齊冀,宋盧軍. 光子學報. 2016(03)
[7]對流湍流池湍流特性與真實大氣對比實驗研究[J]. 倪小龍,宋盧軍,姜會林,付強,劉藝,張肅,劉智. 激光與光電子學進展. 2015(09)
[8]光源相干度對Bessel光最大無衍射距離的影響[J]. 孫川,何西,林炳福,姜妍,莊其仁,吳逢鐵. 光子學報. 2015(02)
[9]功率譜反演大氣湍流隨機相位屏采樣方法的研究[J]. 蔡冬梅,王昆,賈鵬,王東,劉建霞. 物理學報. 2014(10)
[10]基于GPU的液晶大氣湍流模擬器波面生成的并行實現(xiàn)[J]. 倪小龍,劉智,孔悅,劉丹. 強激光與粒子束. 2014(03)
博士論文
[1]新型光束在湍流大氣中的傳輸特性研究[D]. 張亞琳.華中科技大學 2017
[2]新型部分相干光束及其在湍流大氣中的傳輸特性研究[D]. 鄧鵬.華中科技大學 2013
[3]部分相干光的相關理論和實驗研究[D]. 王飛.浙江大學 2008
碩士論文
[1]部分相干光的傳輸特性研究[D]. 文僑.四川大學 2005
本文編號：3731179
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3731179.html
