空間激光通信是利用激光作為載體進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N無線通信方式,具有信息容量大、電磁兼容能力強、保密性好、通信器件尺寸小易集成等優(yōu)點,在半個多世紀的時間里受到了廣泛的關(guān)注。美國、歐洲和日本等國家和地區(qū)在該領(lǐng)域持續(xù)投入研究并取得了豐厚的成果,我國在該領(lǐng)域起步較晚處于追趕階段,近些年來取得了不錯的進展。光學(xué)天線是空間光通信中的核心器件,激光信號的發(fā)射和接收都要通過光學(xué)天線來完成,因此光學(xué)天線的性能好壞直接影響空間光通信的通信距離、傳輸效率、穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)。本論文主要研究空間光通信中的光學(xué)天線以及光學(xué)器件之間的耦合問題,目的是提高光學(xué)天線的傳輸效率,主要內(nèi)容如下:(1)簡要闡述了半導(dǎo)體激光器的工作機理,分析了半導(dǎo)體激光器發(fā)出的高斯光束的傳輸特性和發(fā)散特性,在此基礎(chǔ)上探討了雙透鏡的準(zhǔn)直系統(tǒng)對高斯光束的準(zhǔn)直。(2)對比分析了不同類型的光學(xué)天線的優(yōu)缺點,反射式光學(xué)天線在空間激光通信中優(yōu)勢明顯。運用矢量折反射定律設(shè)計了卡塞格倫型發(fā)射天線和接收天線組成的天線耦合系統(tǒng)并進行了三維光線追跡。發(fā)射天線和接收天線在對準(zhǔn)過程中難免會產(chǎn)生偏差,文中對接收天線的偏差引起的耦合效率變化進行了分析;針對光學(xué)天線反射面反...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題背景
    1.3 國內(nèi)外光學(xué)天線以及空間光通信研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外光學(xué)天線以及空間光通信研究狀況
        1.3.2 國內(nèi)光學(xué)天線以及空間光通信研究狀況
        1.3.3 空間激光通信未來發(fā)展趨勢
    1.4 光子晶體在光學(xué)天線上的應(yīng)用
    1.5 本文結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排
第二章 激光傳輸基本理論分析
    2.1 半導(dǎo)體激光器的工作機理
        2.1.1 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布條件
        2.1.2 半導(dǎo)體激光器工作的閾值條件
    2.2 半導(dǎo)體激光的傳輸特性
    2.3 半導(dǎo)體激光的發(fā)散特性
    2.4 半導(dǎo)體激光束的準(zhǔn)直
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光子晶體光學(xué)天線與耦合系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 光學(xué)天線結(jié)構(gòu)選擇
    3.2 卡塞格倫天線系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 矢量反射定律應(yīng)用于天線及耦合系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.2 卡塞格倫天線系統(tǒng)設(shè)計與耦合分析
        3.2.3 卡塞格倫光學(xué)天線陣列設(shè)計
    3.3 光子晶體在光學(xué)天線上的應(yīng)用
    3.4 本章小結(jié)
第四章 離軸光學(xué)天線設(shè)計
    4.1 基于矢量反射定律的自由曲面設(shè)計方法
    4.2 離軸光學(xué)天線設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第五章 光子晶體卡塞格倫光學(xué)天線傳輸效率優(yōu)化分析
    5.1 光子晶體卡塞格倫光學(xué)天線中心遮擋問題
    5.2 利用螺旋結(jié)構(gòu)菲涅爾波帶片產(chǎn)生空心光束
        5.2.1 螺旋菲涅爾波帶片結(jié)構(gòu)
        5.2.2 衍射理論分析
        5.2.3 螺旋菲涅爾波帶片產(chǎn)生空心光束仿真分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
研究成果



本文編號：3800303