湍流环境中光纤耦合效率的提高

发布时间：2018-10-05 12:10

【摘要】：在空间激光通信应用中,空间光与单模光纤的耦合效率是影响通信系统性能的重要因素。考虑大气湍流会降低激光与光纤的耦合效率,本文从湍流强度与光学系统分辨率之间的关系出发,研究了大气湍流对光纤耦合效率的影响,导出了接收口径、系统焦距、入射光波长、接收光纤半径、大气相干长度等与单模光纤耦合效率之间的关系。提出了两种在湍流环境中提高光纤耦合效率的方法。方法一是在外界湍流强度发生变化时,通过改变耦合系统焦距,使耦合效率保持在较高值;方法二则是采用锥状光纤接收来提高耦合效率。最后对提出的方法进行了分析、仿真和室外耦合效率测试,验证了所提出的改善耦合效率方法的有效性。
[Abstract]:In the application of space laser communication, the coupling efficiency of space light and single mode fiber is an important factor affecting the performance of communication system. Considering that atmospheric turbulence can reduce the coupling efficiency between laser and optical fiber, the effect of atmospheric turbulence on the coupling efficiency of optical fiber is studied based on the relationship between turbulence intensity and optical system resolution, and the receiving aperture and system focal length are derived. The relationship between the coupling efficiency of single-mode fiber and the incident wavelength, the radius of the receiving fiber, the length of atmospheric coherence, etc. Two methods to improve the coupling efficiency in turbulent environment are proposed. The first method is to keep the coupling efficiency at a higher value by changing the focal length of the coupling system when the external turbulence intensity changes, and the second method is to improve the coupling efficiency by using a tapered fiber receiver. Finally, the proposed method is analyzed, simulated and outdoor coupling efficiency test, which verifies the effectiveness of the proposed method to improve the coupling efficiency.
【作者单位】： 长春理工大学光电工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.11104020)
【分类号】：TN929.1

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2253328