空间激光通信系统光纤章动跟踪技术

发布时间：2024-04-10 20:14

　　空间激光通信凭借其通信频带宽、信息容量大、光学增益大、抗干扰、抗截获能力强、体积小、质量轻、功耗低等优势成为当今的热点研究对象。光纤耦合技术可以在大气激光通信系统的应用中发挥巨大的优势,因此有效地将空间光耦合到单模光纤已经成为大气激光通信的关键技术。在光纤激光通信系统中,为了克服对准误差、随机角抖动误差以及大气湍流像差的影响,本文研究了空间激光通信系统光纤章动跟踪技术,用于光束与单模光纤的瞄准与跟踪,从而提升耦合效率。本文针对提高空间光-单模光纤耦合效率这一问题,依据空间光-单模光纤的模场匹配原理,通过光纤章动跟踪系统以提升系统的耦合效率,得到单模光纤耦合效率的最大值为81.4%,并且耦合效率受到径向偏差、光斑尺寸、章动幅度以及采样点数的影响这一结论,并进行了实验验证。本文首先介绍了光纤章动跟踪技术的研究现状,阐述了空间光-单模光纤的耦合原理,得到单模光纤耦合效率的最大值为81.4%,并仿真分析了径向偏差、大气湍流像差以及有无自适应光学系统对单模光纤耦合效率的影响。其次,讲述了光纤章动跟踪技术的工作原理,设计了实现方案,并完成了软件设计。再次进行了器件优化选型,并搭建平台进行测试。得到...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1空间激光通信网络近几年来，随着激光通信的迅速发展，通信速率、通信距离有了很大提升，由最

第1章绪论4率。根据探测器输出电信号变化，即可得到光纤与光斑中心间的径向偏差，再根据系统所需的补偿量使快速反射镜偏转，从而修正系统的径向偏差。虽然系统的体积较大，但是结构相对简单。该系统的耦合效率最高为63%，跟踪带宽为1kHz[21]。图1.2主动式光纤耦合器的光纤章动系统组成....

图1.2主动式光纤耦合器的光纤章动系统组成

第1章绪论4率。根据探测器输出电信号变化，即可得到光纤与光斑中心间的径向偏差，再根据系统所需的补偿量使快速反射镜偏转，从而修正系统的径向偏差。虽然系统的体积较大，但是结构相对简单。该系统的耦合效率最高为63%，跟踪带宽为1kHz[21]。图1.2主动式光纤耦合器的光纤章动系统组成....

图1.3基于SPGD的单模光纤耦合系统

盎?浣?胁钩ィ?孟低秤?000单元MEMS变形镜作为执行器，无需进行波前重建。实验结果表明，在对畸变进行校正前斯特列尔比仅为0.02，在对畸变进行校正后系统的斯特列尔比不小于0.6[27]。2016年NASA研究的LCRD（LaserCommunicationRelayDemon....

图1.4五点跟踪法自动耦合系统组成

第1章绪论6偿径向偏差的高效耦合技术，系统工作原理如图1.5所示。系统中QD与光纤需处于高度同轴的状态，信号光经分束器分为两路，其中一路与单模光纤进行耦合，另外一路入射QD光敏面内。根据QD四路输出信号计算出光斑脱靶量，然后通过快速反射镜对脱靶量进行补偿，使QD中心、光斑中心、光....

本文编号：3950300