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相干激光雷达接收机混频效率

光学技术 2006年第z1期32卷 377-379页

作者：马宗峰张春熹高爽罗光明北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083

相干激光雷达接收机中,信号光为平面光经衍射形成的艾里斑,本振光为基模高斯光束,在文章中对两者在探测器光敏面上混频的混频效率进行了讨论。对于给定的信号光,若满足fλd21,那么高斯光束束腰半径取0.781fλ/d、探测器半径取1.130fλ/... 详细信息

相干激光雷达接收机中,信号光为平面光经衍射形成的艾里斑,本振光为基模高斯光束,在文章中对两者在探测器光敏面上混频的混频效率进行了讨论。对于给定的信号光,若满足fλd21,那么高斯光束束腰半径取0.781fλ/d、探测器半径取1.130fλ/d时获得最大混频效率0.834,这一最佳混频可以通过离焦式扩束望远镜调节高斯光束束腰半径的大小与位置来实现。

关键词：激光雷达混频效率波前匹配高斯光束

信号光偏振特性对空间相干探测混频效率的影响

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激光与光电子学进展 2017年第2期54卷 104-110页

作者：马婷婷佟首峰南航贾晓阳长春理工大学空间光电技术研究所吉林长春130022 长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室吉林长春130022 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

90°混频器对空间相干激光通信中实现高灵敏度探测起着重要作用。研究了信号光偏振态与空间相干探测混频效率的关系。圆偏振光比传统方案所用的线偏振光具有更好的稳定性,且有利于实现高效率混频,因此提出了在信号入射端引入1/4波片的... 详细信息

90°混频器对空间相干激光通信中实现高灵敏度探测起着重要作用。研究了信号光偏振态与空间相干探测混频效率的关系。圆偏振光比传统方案所用的线偏振光具有更好的稳定性,且有利于实现高效率混频,因此提出了在信号入射端引入1/4波片的方法来改变信号光的偏振态,以模拟信号光受到外界因素影响时的偏振态变化情况。将计算得到的信号功率作为参量,研究信号光偏振态对混频效率的影响。假定入射本振光相同且忽略其他限定条件,可以得到:混频器在接收圆偏振态信号光时,可获得最大的相对信号功率,即混频效率最高。

关键词：光通信空间相干探测混频效率偏振态

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卡塞格仑光学天线相干接收混频效率的研究

激光与红外 1991年第3期 58-59页

作者：谢小川冯志超电子科技大学西南技术物理所

在激光工程应用中,特别是激光大气通信、激光雷达等系统常常使用卡塞格仑光学天线作为相干接收光学天线。相干接收信号光、本振光的混频程度由相干接收混频效率η定义。

关键词：混频效率格仑本振光学天线相干接收系统卡塞

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相干探测系统中的混频效率

激光与光电子学进展 2017年第10期54卷 120-128页

作者：谭振坤柯熙政西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

在自由空间相干光通信系统中,混频效率直接反映相干探测灵敏度。分别推导了混频效率随光轴径向误差、失配角、轴向离焦和大气湍流强度变化的表达式,并进行了仿真分析。结果表明:选择与波长匹配的束腰半径和相对孔径可使混频效率达到最大... 详细信息

在自由空间相干光通信系统中,混频效率直接反映相干探测灵敏度。分别推导了混频效率随光轴径向误差、失配角、轴向离焦和大气湍流强度变化的表达式,并进行了仿真分析。结果表明:选择与波长匹配的束腰半径和相对孔径可使混频效率达到最大值0.8145。信号光与本振光的光轴径向误差对混频效率和相对孔径的影响最大,接着是失配角和轴向离焦。将以上3种影响因素分别限制在0~4μm、0~0.05rad、0~200μm范围内,当选取1550nm的光波作为通信波长且束腰半径为3.4λ、相对孔径为0.21时,混频效率可达到0.55以上。在中强湍流条件下,使用小口径接收天线能有效抑制大气湍流效应。

关键词：光通信空间相干光通信混频效率相干探测相对孔径大气湍流

基于多段光纤链路的全光波长变换中的四波混频效率

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河南师范大学学报（自然科学版） 2008年第1期36卷 63-65页

作者：王维涛李新安洪勇聊城大学实验管理中心山东聊城252059

利用推导出的由多段光纤构成的光纤链路中的四波混频效率公式,找出了其影响全光波长变换的四波混频效率的因素,进而利用Matlab成功模拟出了任意多段光纤链路的四波混频效率.通过调节影响混频效率的各种参数值,找到了获取最佳混频效率的... 详细信息

利用推导出的由多段光纤构成的光纤链路中的四波混频效率公式,找出了其影响全光波长变换的四波混频效率的因素,进而利用Matlab成功模拟出了任意多段光纤链路的四波混频效率.通过调节影响混频效率的各种参数值,找到了获取最佳混频效率的取值范围,进一步可获得稳定的波长变换效率.

关键词：四波混频参量过程混频效率

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波前畸变对混频效率影响机制及其实验研究

波前畸变对混频效率影响机制及其实验研究

作者：邢甜西安理工大学

学位级别：硕士

在无线光相干通信系统中,信号光束经湍流信道传输后,受大气湍流等环境因素影响产生的波前畸变成为影响接收端无线光相干探测系统性能的主要因素。为探索波前畸变及其校正对无线光相干探测系统性能的影响机制,本文以无线光相干探测系统... 详细信息

在无线光相干通信系统中,信号光束经湍流信道传输后,受大气湍流等环境因素影响产生的波前畸变成为影响接收端无线光相干探测系统性能的主要因素。为探索波前畸变及其校正对无线光相干探测系统性能的影响机制,本文以无线光相干探测系统为研究背景,针对大气湍流等环境因素产生的波前畸变及其校正开展研究。本文主要工作如下:1、根据无线光相干探测和大气湍流基本理论,阐述了 Kolmogorov和非Kolmogorov大气湍流中波前畸变原理机制,并建立了不同大气湍流模型中多光束传输波前畸变与无线光相干探测系统混频效率、信噪比和误码率的数学模型。仿真分析了谱幂律指数、天顶角、传输距离以及菲涅尔区等因素对无线光相干探测系统性能的影响。2、使用C-Zernike、Chebyshev、Legendre和S-Zernike多项式的模式法对波前畸变描述和评价,根据菲涅尔衍射原理建立信号光束在大气湍流中的传输模型,计算了到达接收端系统的光场分布;并结合分析了波前畸变引起接收端对准偏差的影响。随后,仿真分析了波前畸变及其校正对于无线光相干探测系统性能的影响,包括高阶波前畸变及其校正补偿数量对接收端无线光相干探测系统性能的影响,以及无线光相干探测系统性能指标对波前畸变及其校正阶数的需求极限。3、搭建了室内、外场(600 m、1.2 km和1.3 km)无线光相干探测系统的波前畸变校正实验。以波前峰谷值、均方根值、混频效率、误码率以及中频信号等作为评价指标,对无线光相干探测系统中的波前畸变进行校正实验,以及验证了多光束传输对接收端无线光相干探测系统性能的影响。使用多光束传输波前叠加可以抑制波前畸变和波前抖动,该方法有效改善了无线光相干探测系统性能。研究结果表明:波前畸变的校正补偿可以有效提高接收端无线光相干探测系统性能,其中,使用零差探测方式得到的校正增益均高于外差探测方式得到的校正增益约3 dB,但为了达到最佳混频效率,零差探测所需要的波前校正阶数大于外差探测波前校正阶数。分别对室内、600 m、1.2 km和多光束传输1.3 km的无线光相干探测系统波前畸变进行校正实验,其中波前校正到倾斜、离焦和像散项后无线光相干探测系统混频效率得到明显提高,以及两光束传输较单光束传输波前峰谷值和均方根值方差降低了 1.45 μm和0.04 μm2。本文研究工作为分析无线光相干探测系统性能的影响奠定了理论基础,为无线光相干探测系统实现最佳波前校正提供了定量参考。

关键词：无线光相干探测波前畸变光束传输混频效率

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光空间分布对混频效率的影响研究

光空间分布对混频效率的影响研究

作者：李梦茹西安理工大学

学位级别：硕士

相干探测的灵敏度高,相比于传统的自由空间光通信具有通信距离远、调制方式灵活等优点,逐渐成为众多学者的研究焦点。对相干探测系统混频效率的影响因素进行研究,可以为相干探测系统性能的提高提供依据。本文主要研究信号光和本振光为... 详细信息

相干探测的灵敏度高,相比于传统的自由空间光通信具有通信距离远、调制方式灵活等优点,逐渐成为众多学者的研究焦点。对相干探测系统混频效率的影响因素进行研究,可以为相干探测系统性能的提高提供依据。本文主要研究信号光和本振光为不同空间分布时不同组合模型的混频性能以及斜程传输的涡旋光相干探测系统的性能研究,包括的工作如下:1.阐述了相干探测的基本原理,理论分析了信号光为均匀、高斯分布和涡旋光束,本振光为高斯、艾里和均匀分布时,不同组合模型的混频效率;讨论了信号光为均匀分布本振光为高斯分布时,初级相差、光斑尺寸和高斯光束腰半径等因素对混频效率的影响。2.信号光为涡旋光束时,通过改变本振光的拓扑荷数,在接收端实现涡旋光的相干解复用。研究涡旋光束相干解复用性能,分析了信号光斜程传输时拓扑荷数、海拔高度、传输距离对涡旋光相干探测系统性能的影响。3.搭建光路对一路涡旋光的相干探测进行实验研究,验证了涡旋光相干探测的可行性,并证明了相同传输距离下,随着信号光与本振光拓扑荷数的增大,相干增益逐渐减小,与理论计算的结果相对应。研究表明,信号光与本振光的空间分布会影响外差混频效率。随着大气折射率结构常数的增大,混频效率逐渐减小,其中信号光和本振光都为均匀分布时对大气湍流的抑制效果最好,受湍流影响最小。大气湍流造成的波前畸变会破坏不同拓扑荷数信号光与本振光波前之间的正交性;使用同一套自适应光学系统对上行和下行链路的信号光波前进行校正,比较分析了波前畸变预校正与后相干增益的变化情况,发现下行链路的后校正效果要优于上行链路的预校正效果,为多路涡旋光复用传输奠定了理论基础。

关键词：光空间分布混频效率大气湍流相干探测

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外界因素对空间光混频器混频效率影响分析

外界因素对空间光混频器混频效率影响分析

作者：马婷婷长春理工大学

学位级别：硕士

空间激光通信相比微波通信,具有轻小、低功耗、抗干扰、高保密等显著优势。而相干光通信作为其主要实现方式之一,可以同时满足高速率、远距离的通信需求,近年来得到广泛研究。空间光混频器作为相干接收端的核心部件,其功能的实现与系统... 详细信息

空间激光通信相比微波通信,具有轻小、低功耗、抗干扰、高保密等显著优势。而相干光通信作为其主要实现方式之一,可以同时满足高速率、远距离的通信需求,近年来得到广泛研究。空间光混频器作为相干接收端的核心部件,其功能的实现与系统的通信性能息息相关。空间光混频器对所接收信号光束的质量极为敏感,且目前针对外界因素对其混频效率影响的研究较少。故本文的研究内容具有一定的学术研究价值及指导意义。本文基于零差空间相干激光通信方案,对比分析了光锁相环及其混频器的选取与原理。利用琼斯矩阵对分立结构的90度空间光混频器进行理论分析,推导其输出混频光及混频效率公式。针对实现高效率混频的需求,基于该数学模型开展对影响混频效率的重要因素的研究,包括:光场模式、视轴晃动、光斑尺寸、波前质量、信号光偏振特性及探测器种类,分别建立带影响因子混频效率公式模型,并得到关系曲线。经分析提出实现90度空间光混频的改进方案:采用多模光纤输出空间光混频器代替传统方案。为验证分析结果,搭建了桌面实验系统,通过对多模及单模输出空间光混频器样机的测试,验证了多模输出空间光混频器在插入损耗及抗干扰能力上的优越性,可代替传统方案,以解决空间光混频器对外界影响敏感及信号功率损耗大等问题。实验中发现:由于多模输出空间光混频器存在模间干涉的问题,使得输出光束能量波动,认为若要实现工程实用化还需进行大量研究论证及可行性分析。

关键词：空间相干激光通信空间光混频器混频效率外界影响因素

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高频宽带相干探是测及其混频效率研究

电子科技大学学报 1988年第S2期 149-148页

作者：邱锋成都电讯工程学院应用物理研究所

激光相干探测是信号光与本振光在光电器件上相干得到中频信号的过程.已经证明相干探测具有很高的灵敏度和其它直接探测所没有的优点,因此,相干探测在通信、遥感、激光雷达和微弱信号探测等方面获得广泛应用.普通的 Co;激光器线宽较窄,... 详细信息

激光相干探测是信号光与本振光在光电器件上相干得到中频信号的过程.已经证明相干探测具有很高的灵敏度和其它直接探测所没有的优点,因此,相干探测在通信、遥感、激光雷达和微弱信号探测等方面获得广泛应用.普通的 Co;激光器线宽较窄,且受接收光电器件和电子系统带宽限制,国内进行高频带实验的还很少.我们建立的相干探测系统工作在10.6m 波段,实验中观察到的最高中频超过

关键词：混频效率 NEP 负偏压相干探测光探测器宽带