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基于相位相关的深空光通信扩展信标跟踪技术研究

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光学精密工程 2006年第3期14卷 515-519页

作者：马晶徐科华谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

提出了一种深空光通信扩展信标的跟踪方法。该方法的原理是在航天器上存储一幅信标图像作为参考,把实际信标图像看成参考信标图像和附加高斯白噪声和的形式,基于离散傅里叶变换和相位相关技术对信标的旋转因子和平移因子进行计算。理论... 详细信息

提出了一种深空光通信扩展信标的跟踪方法。该方法的原理是在航天器上存储一幅信标图像作为参考,把实际信标图像看成参考信标图像和附加高斯白噪声和的形式,基于离散傅里叶变换和相位相关技术对信标的旋转因子和平移因子进行计算。理论分析与仿真结果都表明,该方法可以把跟踪误差控制在0.5个像素以内。针对不同的信噪比对该方法进行仿真,计算误差并没有显著的变化,表明该方法具有良好的抗干扰性,能满足光通信链路实时运行的要求,是一种可行的方案。

关键词：深空光通信扩展信标离散傅里叶变换相位相关

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基于厄米-高斯光束的单光子捕获理论研究

光子学报 2005年第8期34卷 1201-1204页

作者：张光宇马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室

从光波电磁场方程的TEM10和TEM01模厄米高斯光束出发,推导了自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率表达式.针对低轨卫星地面站间激光链路,进行了单光子捕获分析.理论研究表明,对于低轨卫星地面站间量子密钥分配,采用TEM10和TEM01模厄米... 详细信息

从光波电磁场方程的TEM10和TEM01模厄米高斯光束出发,推导了自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率表达式.针对低轨卫星地面站间激光链路,进行了单光子捕获分析.理论研究表明,对于低轨卫星地面站间量子密钥分配,采用TEM10和TEM01模厄米高斯型高度衰减激光脉冲作为单光子源是可行的.

关键词：量子密钥分配单光子捕获概率厄米-高斯光柬

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基于泊松分布单光子源的量子误码率的分析

光学技术 2006年第1期32卷 101-104页

作者：马晶张光宇谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

在自由空间量子密钥分配中,单光子源采用具有泊松分布的高度衰减激光脉冲,量子密码术协议采用BB84和B92协议。通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、测量因子和数据筛选因子,建立了量子误码率理论模型,给出了量子误码率的表达式。... 详细信息

在自由空间量子密钥分配中,单光子源采用具有泊松分布的高度衰减激光脉冲,量子密码术协议采用BB84和B92协议。通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、测量因子和数据筛选因子,建立了量子误码率理论模型,给出了量子误码率的表达式。对于自由空间量子信道,引起量子误码率的主要因素是光学元件、探测器暗噪声和空间光学环境,并对这些因素进行了分析。针对低轨卫星_地面站间链路,进行了量子误码率的数值仿真研究。结果表明,在低轨卫星_地面站间进行量子密钥分配是可行的,限制自由空间量子密钥分配链路距离的主要因素是探测器暗噪声和空间光学环境。

关键词：量子密码术量子密钥分配量子误码率单光子源

振动对空间光-光纤耦合效率影响及补偿实验研究

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红外与激光工程 2014年第3期43卷 933-939页

作者：韩琦琦王强马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

利用现有成熟光纤通信技术是目前卫星光通信技术的重要发展方向，但需首先解决空间光-光纤耦合这一关键问题。文中对卫星平台振动对空间光-光纤耦合效率的影响进行了理论分析；在此基础上针对卫星光通信终端，建立以CCD为探测器，高速... 详细信息

利用现有成熟光纤通信技术是目前卫星光通信技术的重要发展方向，但需首先解决空间光-光纤耦合这一关键问题。文中对卫星平台振动对空间光-光纤耦合效率的影响进行了理论分析；在此基础上针对卫星光通信终端，建立以CCD为探测器，高速偏转镜为补偿器件的卫星平台微振补偿系统，并进行了实验研究。实验结果表明：所采用的基于反馈控制技术的主动补偿系统能有效地抑制低频振动。在振动频率介于1～50 Hz，振动幅度介于75～300μrad之间时，补偿系统对耦合效率的最大改善率可达54.73%，验证了补偿方案的可行性及有效性，为在卫星光通信系统中应用各种光纤通信技术打下基础。

关键词：卫星光通信光纤耦合振动补偿耦合效率

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伽利略光学实验分析

宇航学报 2006年第2期27卷 312-316页

作者：徐科华马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

对伽利略光学实验进行了全面的分析,其中包括实验装置和元器件的分析,并重点分析了实验发射系统的工作原理和工作过程,对准、跟踪系统的工作原理和工作方式。并对实验的结果进行了详细分析,针对实验中出现的因大气影响而导致接收失败,... 详细信息

对伽利略光学实验进行了全面的分析,其中包括实验装置和元器件的分析,并重点分析了实验发射系统的工作原理和工作过程,对准、跟踪系统的工作原理和工作方式。并对实验的结果进行了详细分析,针对实验中出现的因大气影响而导致接收失败,讨论了采用自适应光学对大气影响进行补偿的方案的可行性,对于因背景光过强而导致的链路性能劣化,分析了采用干涉滤光片对背景光进行抑制的可行性,为我国将来开展深空光通信的研究提供参考。

关键词：伽利略光学实验激光发射机对准策略导航星

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卫星间光通信中多场扫描捕获的仿真优化

中国激光 2004年第8期31卷 975-978页

作者：陈云亮于思源马晶谭立英王骐哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

在实际的卫星间光通信中 ,为保证对目标进行确定性捕获 ,需要采用多场扫描方式。多场扫描范围是多场扫描捕获的关键性参数 ,需要进行详细的分析。在已经建立的卫星光通信单场捕获模型的基础上 ,首先对卫星间光通信的多场捕获扫描问题进... 详细信息

在实际的卫星间光通信中 ,为保证对目标进行确定性捕获 ,需要采用多场扫描方式。多场扫描范围是多场扫描捕获的关键性参数 ,需要进行详细的分析。在已经建立的卫星光通信单场捕获模型的基础上 ,首先对卫星间光通信的多场捕获扫描问题进行了理论分析和模型建立 ,并以此为依据对多场扫描中的扫描范围的确定进行了研究。分析结果表明 ,为获得最短的总平均捕获时间需要对扫描范围进行最优化选择。为了便于工程应用 ,对此问题进行了数值仿真。

关键词：光通信卫星光通信多场分行扫描仿真

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深空光通信中导航星表的构造

光电工程 2006年第1期33卷 31-33,58页

作者：徐科华马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

提出一种导航星表的构建方法,该方法以星跟踪器视场内最亮恒星作为信标,把信标锁定在视场中心,测量视场内其他恒星到信标的角间隔,把测量的所有恒星角间隔和信标的赤经、赤纬存储到导航星表中。基于该方法,利用史密森天文观测台恒星星表... 详细信息

提出一种导航星表的构建方法,该方法以星跟踪器视场内最亮恒星作为信标,把信标锁定在视场中心,测量视场内其他恒星到信标的角间隔,把测量的所有恒星角间隔和信标的赤经、赤纬存储到导航星表中。基于该方法,利用史密森天文观测台恒星星表(SAO),选择星等小于6等的恒星,建立起导航星表,该星表仅包括5103颗星,其容量仅为1.2兆。相对三角形算法,该星表容量更小,可节省星载系统的存储空间,减少识别时间,提高跟踪速率。蒙特-卡诺仿真结果表明,利用该导航星表识别信标具有较好的抗干扰性,且当星跟踪器测角误差(3σ)在1μrad以内时,信标正确识别概率几乎为100%。

关键词：深空光通信星跟踪器导航星表蒙特-卡诺仿真

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星地量子密钥分配中单光子捕获理论分析

光电工程 2006年第3期33卷 91-94页

作者：张光宇马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨理工大学应用科学学院黑龙江哈尔滨150080

基于TEM10模拉盖尔-高斯光束，推导了自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率表达式，分析了低轨卫星-地面站间链路的单光子捕获问题。结果表明，采用TEM10模拉盖尔-高斯型高度衰减激光脉冲作为单光子源，单光子捕获采用前驱波参考脉冲... 详细信息

基于TEM10模拉盖尔-高斯光束，推导了自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率表达式，分析了低轨卫星-地面站间链路的单光子捕获问题。结果表明，采用TEM10模拉盖尔-高斯型高度衰减激光脉冲作为单光子源，单光子捕获采用前驱波参考脉冲设置时间窗口的方法，可使得卫星上接收机以最大概率捕获光子．单光子捕获概率一般在10^-1～10^-3量级．与基模高斯光束相比，采用TEM10模拉盖尔．高斯光束的优点是，不会由于卫星运动而产生单光子捕获概率的损耗。通过考虑大气湍流的影响，对单光子捕获概率的表达式进行了修正。

关键词：量子密钥分配单光子捕获拉盖尔-高斯光束自由空间