基于FPGA硬件控制平台的单模光纤自适应耦合技术

发布时间：2018-01-25 03:52

本文关键词： 光通信自由空间激光通信单模光纤耦合自适应光纤耦合器现场可编程逻辑门阵列随机并行梯度下降算法　出处：《中国激光》2017年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：提出了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件控制平台将空间激光耦合至单模光纤(SMF)的自适应耦合技术。将自适应光纤耦合器作为激光接收器件和像差校正器件,使用基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的FPGA硬件控制平台实现SMF端面对聚焦光斑的自适应跟踪,算法的双边迭代速率达到了3kHz。实验结果表明,该控制系统可补偿SMF接收端面最大约9μm的静态对准偏差(对应空间光束的最大可校正静态角偏差为600μrad),对于模拟大气湍流造成的耦合效率下降具有150Hz的校正带宽。
[Abstract]:A hardware control platform based on FPGA (Field Programmable Logic Gate Array) is proposed to couple space laser to SMF (single mode optical fiber). Adaptive fiber coupler is used as laser receiving device and aberration correction device. The FPGA hardware control platform based on the stochastic parallel gradient descent algorithm is used to realize the adaptive tracking of the focusing spot on the SMF end. The two-sided iterative rate of the algorithm is 3 kHz. The experimental results show that the proposed algorithm is efficient. The control system can compensate the static alignment deviation of the SMF receiving end surface with a maximum of about 9 渭 m (the maximum correctable static angle deviation of the corresponding spatial beam is 600 渭 rad.). There is a correction bandwidth of 150 Hz for the coupling efficiency reduction caused by simulated atmospheric turbulence.
【作者单位】：中国科学院自适应光学重点实验室;中国科学院光电技术研究所;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金(61675205) 中国科学院创新基金(CXJJ-15S096)
【分类号】：TN929.1
【正文快照】： 1 引言自由空间激光通信(FSOC)是近些年发展起来的一种具有传输速率快、信息容量大、保密性能好等优点的新型通信技术,在军事和民用等领域有着广阔的应用前景。随着成熟光纤通信技术在FSOC系统中越来越多的应用,实现高效、高稳定的空间光至单模光纤(SMF)耦合是保证通信系统

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