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空间相干激光通信系统高效率空间混频技术

作　者: 张桐
导　师: 佟首峰
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 相干探测零差BPSK 空间光混频器混频效率
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

激光通信探测方式分为直接探测和相干探测。直接探测方式因受其本身热噪声和背景光的影响,会降低接收的灵敏度。相干探测方式可以很好的抑制信道噪声从而提高接收机的信噪比,进而大大提高接收的灵敏度,对于直接探测有10-25dB的优势。同时由于相干接收机的波长选择性好,频带利用率高,使得相干光通信技术的研究不断深入。随着人们研究的深入,为了更好的发挥相干光通信的优势,如何提高接收机的灵敏度成为相干光通信系统研究的核心。对于各种接收机,零差接收机的灵敏度最高,其理论上可达到9photons/bit,但零差接收机的实现也面临信号光与本振光相位同步的要求。本文在深入研究零差BPSK光通信系统后,采用COSTAS锁相环路来实现OPLL子系统,详细地对空间光混频器进行分析设计,分析了影响混频效率的几种因素,提出几种有效提高混频效率的方法并做仿真分析。为高效率空间激光通信链路相干通信系统的实现提供了基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8-9
  1.2 相干空间激光通信的优点  9-10
  1.3 相干空间激光通信国内外发展现状  10-17
    1.3.1 国外科研机构相干激光通信系统  10-15
    1.3.2 相干光混频技术发展动态  15-16
    1.3.3 相干激光通信技术国内研究状况  16-17
  1.4 本文所完成的工作  17-18
第二章空间光通信相干探测原理及特性分析  18-30
  2.1 基于零差BPSK相干激光通信系统的工作原理  18-19
  2.2 基于零差BPSK相干激光通信系统基本结构  19-20
  2.3 相干激光通信系统的探测方式  20-21
  2.4 相干激光通信系统OPLL技术  21-25
  2.5 空间相干激光通信系统的主要技术  25-30
    2.5.1 BPSK高速调制技术  25-27
    2.5.2 平衡探测分束器技术  27-30
第三章空间光混频器的设计及探测技术  30-41
  3.1 空间光混频器信号光与本振光相干技术  30-32
    3.1.1 光纤相干方式  30-31
    3.1.2 空间激光相干方式  31-32
  3.2 空间光混频器光学设计原理  32-36
  3.3 空间光混频器光学与机械结构精密设计  36-38
  3.4 空间光混频器位相检测设计  38-39
  3.5 空间光混频器位相补偿技术  39-40
  3.6 空间光混频器相位同步技术  40-41
第四章影响空间光通信相干混频效率分析  41-48
  4.1 入射信号光与本振光的入射方向分析  42-45
  4.2 高斯光束与平行光束的混频分析  45-46
  4.3 信号光与本振光的偏振性对混频效率的影响分析  46-48
第五章空间光混频器装校与实验  48-55
  5.1 空间光混频器的装校  48-50
  5.2 空间光混频器应用在零差BPSK系统  50-52
  5.3 实验测试结果  52-55
第六章总结  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59
研究生期间发表的论文  59

空间相干激光通信系统高效率空间混频技术

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