空间光混频器分光性能的分析与优化
本文选题:零差相干光通信 切入点:光混频器 出处:《光学精密工程》2017年07期
【摘要】:为了进一步提高零差相干光通信系统的接收灵敏度,对空间光混频器的信号光分光比进行了优化。根据零差相干通信系统数学模型,推导了信号光分光比和环路相位误差、通信误码率的数学表达式,经过计算分析可知当光混频器Q支路的信号光满足锁相环要求时,可通过提高I支路信号光分光比来降低误码率和提高接收灵敏度。在分光比优化后光混频效率提高了53.5%,通信探测灵敏度提高了3dB。利用VPI软件进行建模仿真,得到不同分光比下系统的眼图和相位噪声功率。仿真结果显示,探测灵敏度提高了2.83dB。最后,搭建了零差相干光通信桌面实验系统,研究了空间光混频器分光比和系统误码率、锁相环工作的影响规律,当分光比由0.5减小至0.2时,系统误码率由3.53×10~(-9)下降至4.25×10~(-10),当分光比为0.1时,锁相环失锁,误码率为1。实验结果基本符合理论和仿真结果,所得分光比的影响规律和优化结果将为空间零差相干通信系统的研制提供技术参考。
[Abstract]:In order to further improve the reception sensitivity of the coherent optical communication system, the signal to light splitting ratio of the spatial optical mixer is optimized. According to the mathematical model of the homodyne coherent communication system, the signal optical splitting ratio and the loop phase error are derived. The mathematical expression of communication bit error rate (BER) is calculated and analyzed. When the signal light of Q branch of optical mixer meets the requirement of PLL, The error rate and the receiving sensitivity can be reduced by increasing the I branch signal optical separation ratio. The optical mixing efficiency is increased by 53.5and the communication detection sensitivity is improved by 3dB after the optical separation ratio is optimized. The modeling and simulation are carried out by using VPI software. The system's eye diagram and phase noise power are obtained under different optical splitting ratios. Simulation results show that the detection sensitivity is increased by 2.83 dB. Finally, a coherent homodyne optical communication desktop experimental system is built, and the optical splitting ratio of spatial optical mixers and the bit error rate of the system are studied. The effect of PLL operation is that the BER of the system decreases from 3.53 脳 10 ~ (-9) to 4.25 脳 10 ~ (10) ~ (-10) when the ratio of light splitting to light is reduced from 0.5 to 0.2. When the ratio is 0.1, the phase-locked loop loses its lock and the error rate is 1.The experimental results are in good agreement with the theoretical and simulation results. The influence of the ratio and the optimized results will provide a technical reference for the development of the spatial homodyne coherent communication system.
【作者单位】: 长春理工大学光电工程学院;长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.91438204) 吉林省教育厅基金资助项目(吉教科合字,2015,第77号) 吉林省优秀青年人才项目(No.20170520161JH)
【分类号】:TN773;TN929.1
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本文编号:1687671
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