空间光混频器分光性能的分析与优化

作     者：南航 张鹏 佟首峰 刘洋 郝世聪 常帅 范雪冰 NAN Hang;ZHANG Peng;TONG Shou-feng;LIU Yang;HAO Shi-cong;CHANG Shuai;FAN Xue-bing

作者机构：长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 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吉林长春130022 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2017年第25卷第7期

页      面：1748-1756页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

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) 

主　　题：零差相干光通信 光混频器 分光比 相位噪声 散粒噪声 光混频效率 

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。