星地相干激光通信系统中混频效率的分析

发布时间：2017-10-23 00:32

  本文关键词：星地相干激光通信系统中混频效率的分析

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【摘要】：空间相干激光通信有着通信容量大,高灵敏度,足够长的中继距离,并且有多调制格式等优势,被看好是未来前景可期的通信方式。而在相干激光通信中,光混频器又是相干混频的重要器件,是信号光和本振光相干混频的根本条件。本论文针对在相干激光通信中对光混频器造成影响的主要因素,振动,模式匹配,偏振和波前畸变展开理论分析和实验研究。本文首先分析了90?混频器的重要保障,即光锁相环。并随之引出光混频器的理论依据,论证了混频器的理论可行性。进而开展各影响因素的分析。对于振动的对混频效率的影响,首先分析振动对于单模光纤耦合效率的影响,再分析振动对于相干效率的影响,二者叠加即为振动对混频效率的影响,并加以实验验证。其后对模式匹配对混频效率的影响做出了分析,对信号光和本振光在不同模式下的混频效率作了理论推导并加以实验验证。接着对偏振态对混频效率的影响作出理论建模,分析了偏振态的偏差程度对混频效率的影响,并以实验验证分析。最后针对大气扰动造成的波前畸变对混频效率的影响做了理论建模分析。
【关键词】：相干光通信 90?混频器 振动 模式匹配 偏振态 波前畸变
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外发展现状9-14
• 1.2.1 90° 混频器国内外发展现状9-13
• 1.2.2 90°光混频器混频效率影响因素分析的国内外发展现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第二章 零差探测中混频器的作用15-19
• 2.1 相干光通原理和零差探测15-16
• 2.2 90°混频器的原理与功能16-19
• 第三章 混频器选择方案与测试19-40
• 3.1 空间相干激光通信机理和光锁相环19-20
• 3.2 光锁相环种类20-23
• 3.2.1 平衡锁相环21
• 3.2.2 Costas光锁相环21-22
• 3.2.3 决策驱动环22
• 3.2.4 同步位锁相环22-23
• 3.2.5 振荡锁相环23
• 3.2.6 光锁相环方案的选择23
• 3.3 相位分集接收23-24
• 3.4 光混频器的选择方案24-26
• 3.5 混频器测试26-40
• 第四章 振动对混频效率的影响40-53
• 4.1 理论建模40-49
• 4.1.1 振动对单模光纤耦合效率的影响40-42
• 4.1.2 振动对两束光干涉的影响42-49
• 4.2 实验设计方案49-53
• 4.2.1 实验工作安排49-50
• 4.2.2 实验器材50
• 4.2.3 实验步骤50-51
• 4.2.4 实验预期结果51
• 4.2.5 实验注意事项51
• 4.2.6 实验数据51-53
• 第五章 模式匹配对混频效率的影响53-64
• 5.1 理论建模53-57
• 5.2 实验设计方案与实验数据57-64
• 第六章 偏振态的改变对系统混频效率影响64-71
• 6.1 理论建模64-67
• 6.2 实验设计方案67-71
• 6.2.1 实验器件67-68
• 6.2.2 实验步骤68
• 6.2.3 预期结果68
• 6.2.4 注意事项68-69
• 6.2.5 实验结果69-71
• 第七章 波前质量对混频效率影响的仿真分析71-75
• 7.1 在大气信道链路中激光光强分布数学模型71-72
• 7.2 大气湍流环境中光波前质量对混频效率的影响72-75
• 第八章 总结与展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-78

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本文编号：1080844