自差星間光通信中空間光-單模光纖的耦合研究.pdf

1、作為空間衛(wèi)星通信的重要手段，衛(wèi)星激光通信技術在國際上受到了巨大重視。其中衛(wèi)星通信技術發(fā)達的國家和地區(qū)如美國、歐洲、日本等已進行了各種空間實驗，并且成功完成了星地和星間高速激光通信。
　　衛(wèi)星光通信有直接探測，相干探測和自差探測三種信號接收方式，其中自差探測體制以其結構簡單，靈敏度高的優(yōu)勢成為未來衛(wèi)星信號接收方式最具潛力的選擇之一。自差探測需要將空間激光高效耦合進單模光纖內，然而光學元件的加工、空間溫度的變化以及裝調誤差等都會使光學

2、系統(tǒng)產生形變，接收光束的波前就會發(fā)生變化。另外衛(wèi)星平臺的振動、轉臺機械噪聲以及跟蹤探測器噪聲等因素會使接收端產生隨機抖動。空間光到單模光纖的耦合效率決定了自差探測系統(tǒng)的通信性能，因此需要研究波前畸變和隨機抖動對空間光-單模光纖耦合效率的影響。
　　本文對自差探測體制中溫度變化和光束隨機抖動對空間激光到單模光纖耦合效率的影響進行了理論仿真和實驗研究。
　　首先考慮溫度變化的影響。根據反射式光學天線，建立了溫度變化與空間光-單模

3、光纖耦合效率的數值模型，在Matlab中進行了數值模擬，利用Code V進行了模擬仿真，對比分析了二者的結果。為驗證理論模型的正確性，進行了實驗測量，結果表明理論仿真與實驗結果相符，驗證了理論模型的正確性。
　　最后考慮光束隨機抖動的影響。在溫度對空間光-單模光纖耦合效率影響的基礎上，研究了二者對空間光-單模光纖平均耦合效率的綜合影響。建立了溫度和隨機抖動對空間光-單模光纖耦合影響的理論模型?；谠撃Ｐ徒o出了溫度與隨機抖動綜合影響