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透镜自重变形引起波像差的有限元分析 被引量:24
1
作者 张德江 刘立人 +1 位作者 徐荣伟 李大汕 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期538-541,共4页
在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中400 mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起... 在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中400 mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起的波像差的方法,在不同工况下,计算了平凸透镜在重力作用下轴向变形的峰谷值和均方根值,对轴向变形量均方根值最小工况画出了透镜表面变形的等值线图,计算了350 mm通光口径内的波像差峰谷值和均方根值,对平行光管光组的波像差做出估计,验证了设计的合理性。 展开更多
关键词 光学器件 透镜 平行光管 波像差 有限元分析 星间光通信
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航空激光通信系统的特性分析及机载激光通信实验 被引量:28
2
作者 宋延嵩 常帅 +6 位作者 佟首峰 张立中 姜会林 董岩 董科研 赵馨 张雷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期209-220,共12页
航空平台是天、空、地一体化立体空间网络的重要节点,建立空星、空空、空地激光通信链路是实现机载激光通信的关键。介绍了机载激光通信实验系统的组成与工作原理;进行了机载激光通信系统特殊性分析,包括大气附面层、平台随机大幅度扰... 航空平台是天、空、地一体化立体空间网络的重要节点,建立空星、空空、空地激光通信链路是实现机载激光通信的关键。介绍了机载激光通信实验系统的组成与工作原理;进行了机载激光通信系统特殊性分析,包括大气附面层、平台随机大幅度扰动、平台高频振动、大气信道等外界约束环境对激光通信系统性能的影响以及相关抑制技术;具体介绍了飞艇-船舶间空地激光通信实验、双直升机间空空快速捕获实验以及双固定翼飞机间空空远距离激光通信的实验成果。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 机载光端机 双动态捕获 大气附面层 大气信道
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空间目标多维度探测与激光通信一体化技术研究 被引量:19
3
作者 徐淼 史浩东 +5 位作者 王超 刘壮 付强 李英超 董科研 姜会林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期223-235,共13页
空间目标的探测、识别、预警、拦截以及相关海量信息的快速安全传输是目前重要和紧迫的研究方向。结合偏振、光谱等光学技术的多维度探测可并行获取目标形状、材质、位置等信息,从而有效增加空间目标信息维度和提升准确度;同时借助空间... 空间目标的探测、识别、预警、拦截以及相关海量信息的快速安全传输是目前重要和紧迫的研究方向。结合偏振、光谱等光学技术的多维度探测可并行获取目标形状、材质、位置等信息,从而有效增加空间目标信息维度和提升准确度;同时借助空间激光通信,将以上海量信息快速安全地传输给在轨卫星和管理部门等,可为目标进一步的处置及时提供决策依据。首先梳理空间目标探测与激光通信的国内外发展现状,分析主要难点,总结相关技术的原理、特点与应用;然后介绍本团队近年来在空间目标多维度(偏振、光谱、强度)探测和激光通信方面的研究进展,包括复杂背景下全偏振成像、高光谱全偏振成像和面阵光谱偏振成像、超分辨成像、激光测距、一对多同时激光通信等;提出空间目标多维度探测与激光通信一体化的系统设计思想和具体实施方案;最后对今后空间目标测通一体化发展方向提出一些建议。 展开更多
关键词 光通信 空间目标 激光通信 多维度 一体化
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空间光通信技术的发展与展望 被引量:5
4
作者 薛琳生 王岩 《电子器件》 CAS 2003年第3期287-294,共8页
分析了空间光通信技术的背景及重要意义,论述了空间光通信技术在国内外的发展现状及光通信关键技术的发展历程和特点,并讨论未来空间光通信的发展方向。
关键词 空间光通信 卫星激光通信 发展方向 关键技术
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光空间通信中几个问题的探讨 被引量:9
5
作者 葛林 唐明光 《光通信技术》 CSCD 北大核心 1998年第2期86-91,共6页
简要介绍了光空间通信三种典型的通信系统结构,并对调制/解调技术、大功率光发射机和光学天线设计进行了探讨。
关键词 光空间通信 外差检测 光发射机 光学天线
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空间卫星光通信链路关键技术与方案的研究 被引量:7
6
作者 荣健 胡渝 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期220-222,共3页
光通信是解决低轨卫星与定点卫星间高码率通信瓶颈的最佳途径,其中高频调制速率、大功率光源技术是关键和难点.提出1550nm波段和800nm波段2种解决方案,并对两者进行了对比.在现有条件下,1550nm波段方案是低轨卫星与GEO卫星间高码率通信... 光通信是解决低轨卫星与定点卫星间高码率通信瓶颈的最佳途径,其中高频调制速率、大功率光源技术是关键和难点.提出1550nm波段和800nm波段2种解决方案,并对两者进行了对比.在现有条件下,1550nm波段方案是低轨卫星与GEO卫星间高码率通信链路的优选方案. 展开更多
关键词 光通信 空间卫星光通信链路 星间通信 星地通信 光纤通信 激光通信 掺饵光纤放大器
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Data information transfer using complex optical fields:a review and perspective(Invited Paper) 被引量:10
7
作者 王健 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第3期16-20,共5页
Tailored complex optical fields, may find applications in optical manipulation, imaging, microscopy, quantum information processing, and optical communications. Here, we focus on data information transfer for optical ... Tailored complex optical fields, may find applications in optical manipulation, imaging, microscopy, quantum information processing, and optical communications. Here, we focus on data information transfer for optical communications using complex optical fields. We review recent research progress in complex optical field modulation, multiplexing, and multicasting for data information transfer on different platforms of waveguides, free space, and fiber. Challenges and perspectives are also discussed. 展开更多
关键词 MULTICASTING optical communication space platforms
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面向大气激光通信的空间光到少模光纤耦合特性研究 被引量:10
8
作者 何爽 张鹏 +4 位作者 魏佳 伍文韬 宫喜宇 王超 佟首峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期81-92,共12页
少模前置光放大加分集接收的模式可有效提高接收灵敏度和大气激光通信抗湍流能力,为此有必要研究空间光到少模光纤耦合特性。首先,基于捕获跟踪对准模型、Von Karman湍流谱模型推导了大气湍流及跟瞄误差条件下空间光到少模光纤的耦合模... 少模前置光放大加分集接收的模式可有效提高接收灵敏度和大气激光通信抗湍流能力,为此有必要研究空间光到少模光纤耦合特性。首先,基于捕获跟踪对准模型、Von Karman湍流谱模型推导了大气湍流及跟瞄误差条件下空间光到少模光纤的耦合模型。其次,基于推导模型分析得到耦合效率与少模光纤参数、湍流强度、跟瞄误差存在凸曲线关系。受到大气湍流强度(大气折射率常量C_(n)^(2)为10^(-15)到10^(-14))影响,光纤归一化频率(V值)在5附近可实现最优耦合性能,最优V值随着湍流强度增加而增加。而受到跟瞄误差(0~4μrad)影响,光纤V值也存在最优值,并随着V值增加其抗跟瞄误差能力也增加。最后,搭建了模拟大气湍流条件下的少模光纤耦合性能实验平台,实验研究了V值分别为3.8、4.6、4.9、5.1的少模光纤在不同模拟湍流强度下的耦合特性,测试结果初步验证了理论研究结果。研究结果为大气激光通信前置放大器设计等研究提供技术参考。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 耦合效率 光纤耦合 少模光纤
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多调制格式兼容的空间激光高速通信调制仿真与实验研究 被引量:10
9
作者 赵贺 张鹏 +5 位作者 杨志群 欧阳举 田东升 刘壮 王大帅 姜会林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期107-117,共11页
为了顺应自由空间光通信多调制格式兼容的趋势,改善系统灵活性差、成本较高等问题,提出一种基于双IQ调制器的多调制格式兼容的激光通信发射方案。首先,基于Optisystem软件建立系统模型仿真分析,所得眼图和星座图验证了所提方案的正确性... 为了顺应自由空间光通信多调制格式兼容的趋势,改善系统灵活性差、成本较高等问题,提出一种基于双IQ调制器的多调制格式兼容的激光通信发射方案。首先,基于Optisystem软件建立系统模型仿真分析,所得眼图和星座图验证了所提方案的正确性;然后,研制了多调制格式兼容发射硬件,并实验研究了调制格式的兼容性、可切换性和通信性能。实验结果表明:所设计硬件兼容发射OOK、BPSK、DPSK、QPSK、PM-DQPSK 5种调制格式;速率分档可调,最高可达40 Gbit/s;当发射端产生40 Gbit/s PM-DQPSK调制格式信号时,在离线接收条件下,误码率为10^(-7)时的灵敏度达到-39.8 d Bm。通信调制仿真及实验结果验证了所设计方案的可行性,所得到结果也为空间激光通信系统设计提供了技术参考。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 多调制格式兼容系统 IQ调制器 灵敏度
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光束准直性对星间相干光通信外差效率的影响 被引量:7
10
作者 赵长政 焦斌亮 陈文新 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期406-409,413,共5页
以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型。分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析。结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光... 以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型。分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析。结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光束腰半径与系统F数之比为0.8时,能得到最佳的外差效率为83.3%;信号光与本振光在光敏感面混频时的非准直对外差效率的影响较大,随着失配角的增大外差效率逐渐降低,几毫弧度的失配将使外差效率减小到50%以下。 展开更多
关键词 空间光通信 相干光通信 外差探测 外差效率
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空间激光通信中光学锁相环的研究进展 被引量:6
11
作者 赵毅 佟首峰 +2 位作者 宋延嵩 常帅 刘洋 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第8期14-22,共9页
相干探测技术可以有效提高零差接收机的灵敏度。在空间激光通信系统中,零差接收机要求信号光和本振光的相位严格同步,光学锁相环是其中最常用的相位同步技术。介绍了对光学锁相环的理论模型,推导出相应的传递函数,同时指出了影响光学锁... 相干探测技术可以有效提高零差接收机的灵敏度。在空间激光通信系统中,零差接收机要求信号光和本振光的相位严格同步,光学锁相环是其中最常用的相位同步技术。介绍了对光学锁相环的理论模型,推导出相应的传递函数,同时指出了影响光学锁相环性能的主要参数,如环路噪声带宽、自然频率和阻尼比等。详述了各类光学锁相环的基本结构和特性,其中包括:平衡锁相环、Costas锁相环、同步位锁相环、振荡锁相环以及副载波锁相环,并对各类光学锁相环的性能进行了比较。总结了光学锁相环近年来的发展及应用,最后对该技术的前景进行了展望。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 相干探测 光学锁相环 副载波锁相环
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基于DDLS508光学数据传感器与PLC的空间光通信系统设计 被引量:1
12
作者 曹红星 胡丰怀 丁军华 《自动化与仪表》 2024年第3期97-102,共6页
为了解决航空航天等军事领域内车间生产设备物流通信系统安全保密需求,该文提出一种基于DDLS508光学数据传感器与PLC的空间光通信系统设计方法。首先讲述空间光通信应用于车间物流系统需求及空间光通信概述、链路结构与工作流程;然后重... 为了解决航空航天等军事领域内车间生产设备物流通信系统安全保密需求,该文提出一种基于DDLS508光学数据传感器与PLC的空间光通信系统设计方法。首先讲述空间光通信应用于车间物流系统需求及空间光通信概述、链路结构与工作流程;然后重点提出光学数据传感器、控制器等硬件选型和工作原理,并采用博途TIA软件对西门子S7-1200系列PLC进行数据通信程序设计与触摸屏画面组态;最后通过一系列光通信数据交互测试试验及触摸屏光数据交互信号动态监控试验,验证该设计可以实现航空航天等军事领域内物流通信系统安全性、保密性、高效性需求,具有较高推广应用价值。 展开更多
关键词 光学数据传感器 空间光通信 PLC 数据交互 物流通信
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一种相控阵光学天线设计方法 被引量:2
13
作者 朱勇 李玉权 武欣嵘 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期47-51,共5页
相控阵天线可实现波束的电控扫描,已在微波波段获得广泛应用。但在光波波段,由于波长短引入的大电尺寸问题影响了相控阵的应用。本文提出了一种相控阵光学天线设计方法,通过增大阵列栅距大幅减少阵元数量,并通过设计阵元辐射特性抑制大... 相控阵天线可实现波束的电控扫描,已在微波波段获得广泛应用。但在光波波段,由于波长短引入的大电尺寸问题影响了相控阵的应用。本文提出了一种相控阵光学天线设计方法,通过增大阵列栅距大幅减少阵元数量,并通过设计阵元辐射特性抑制大栅距产生的栅瓣,显著增强相控阵光学天线的可实现性,该方法的代价为限制了天线的扫描范围。此外,还提出了通过模2π的方法降低光学移相器的实现难度,并论证了该方法在光波波段的合理性和可行性。 展开更多
关键词 相控阵 光学天线 空间光通信 激光雷达
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长出瞳距离轴四反光学天线的设计研究 被引量:5
14
作者 田棋杰 张建华 +5 位作者 张缓缓 宋延松 薛婧婧 呼新荣 陈祥 李帅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期143-150,共8页
传统离轴反射光学天线的出瞳距较短,需要中继光学系统将出瞳成像于快反镜附近,这会增加后续光路和结构的复杂度,且中继光学系统的后向散射光会对激光通信终端产生严重的影响。针对上述缺陷,设计了长出瞳距离轴四反光学天线,该光学天线... 传统离轴反射光学天线的出瞳距较短,需要中继光学系统将出瞳成像于快反镜附近,这会增加后续光路和结构的复杂度,且中继光学系统的后向散射光会对激光通信终端产生严重的影响。针对上述缺陷,设计了长出瞳距离轴四反光学天线,该光学天线的出瞳被直接设计在快反镜上,省去了中继光学系统。首先,从同轴三反像差理论出发,推导了像差表达式和初始结构方程。然后,基于像差理论和出瞳位置要求,计算了离轴四反光学天线的初始结构参数,并采用Zemax软件对初始结构进行光线追迹和性能优化。最后采用Zemax对离轴四反光学天线进行了公差分析。结果表明:所提系统性能优异,结构紧凑,加工和装调公差合理,满足激光通信终端性能要求。 展开更多
关键词 光学设计 空间激光通信 离轴光学天线 出瞳
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非球面整形镜在空间激光通信终端中的应用 被引量:5
15
作者 宋志化 江伦 +1 位作者 曹海帅 佟首峰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第10期76-81,共6页
在同轴两片反射镜光学天线的空间激光通信终端中,入射高斯光束的中心最高能量部分被次镜及次镜支架遮挡,导致部分能量损失。为了减小能量损失,提高系统发射效率,将非球面整形镜应用在发射端准直扩束系统中,实现高斯光束到平顶光束的整形... 在同轴两片反射镜光学天线的空间激光通信终端中,入射高斯光束的中心最高能量部分被次镜及次镜支架遮挡,导致部分能量损失。为了减小能量损失,提高系统发射效率,将非球面整形镜应用在发射端准直扩束系统中,实现高斯光束到平顶光束的整形,以减小次镜及次镜支架遮挡损失的能量,同时对光束进行准直扩束。所设计的非球面整形系统入射面直径d=3mm,出射面直径D=12mm,波长λ=1550nm,玻璃材料为BK7,输出面上的光强分布接近均匀,发散角θ=1.216mrad。对比分析传统球面扩束镜与非球面整形扩束镜可知:同等参数条件下,采用非球面整形扩束镜的发射端的发射效率提高了11.1%。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 非球面 光束整形 扩束准直
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卫星激光通信技术与展望 被引量:3
16
作者 荣健 朱彬 钟晓春 《贵州大学学报(自然科学版)》 2004年第3期293-296,316,共5页
卫星激光通信是解决星间通信“瓶颈”的最佳方法 ,本文研究了卫星激光通信的现状和关键技术 ,并给出了其发展的趋势。
关键词 空间光通信 半导体激光 ATP
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光学稳像技术在空间通信及航空、航天中应用的探讨 被引量:2
17
作者 周庆才 王志坚 王春艳 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期74-80,共7页
论述了光学稳像的一般概念,并给出了分析稳像问题的普遍公式,解决了空间通信及航空、航天相机的稳瞄及图像稳定问题.实际算例表明,光学稳像技术可普遍应用到空间技术中,可为稳像光学系统的设计提供重要的理论基础.
关键词 光学稳像技术 航天相机 图像稳定 空间通信 激光稳瞄光学系统
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准直失配对空间相干激光通信混频效率的影响 被引量:4
18
作者 张桐 佟首峰 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2013年第1期13-15,共3页
相干光通信高效率混频这几年已成为国内外研究热点。论文针对空间相干激光通信系统中零差BPSK调制方案的检测灵敏度,研究了准直失配对本系统的混频效率的影响,得到了准直失配可以导致混频效率的严重下降,即系统性能的严重下降。该研究... 相干光通信高效率混频这几年已成为国内外研究热点。论文针对空间相干激光通信系统中零差BPSK调制方案的检测灵敏度,研究了准直失配对本系统的混频效率的影响,得到了准直失配可以导致混频效率的严重下降,即系统性能的严重下降。该研究对空间激光相干通信相关工程实验具有重要指导意义。 展开更多
关键词 空间光通信 相干光通信 零差探测 混频效率
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半导体激光空间通信几个问题的探讨 被引量:1
19
作者 葛林 邱昆 +1 位作者 阳树宗 邱琪 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 1998年第5期324-326,331,共4页
文章简要介绍了光空间通信三种典型的通信系统结构,并对调制/解调技术,大功率光发射机和光学天线设计进行了讨论。
关键词 光空间通信 调制 解调 半导体激光器
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宽视角光学接收天线研究与进展 被引量:3
20
作者 孙文昌 袁丹 《大众科技》 2012年第6期54-57,共4页
目前的宽视角的接收一般采用视角分割,以使用多探测器或者复杂接收系统(如光纤阵列)等方式获得,但以上方式主要用于光电对抗的方位探测,在空间激光通信等场合难以适用。基于空间激光通信领域,结合目前宽视角光学接收天线的研究和进展情... 目前的宽视角的接收一般采用视角分割,以使用多探测器或者复杂接收系统(如光纤阵列)等方式获得,但以上方式主要用于光电对抗的方位探测,在空间激光通信等场合难以适用。基于空间激光通信领域,结合目前宽视角光学接收天线的研究和进展情况,比较分析了现有的技术后,综合考虑视角、光学增益及像差大小,提出一种系统的新思路,针对宽视角、大口径接收面积的指标需求,以小接收面积光电探测器、阵列化天线为约束前提,力争结构简单、经济合理,为后续的深入研究打下良好的基础。 展开更多
关键词 宽视角 大增益 接收天线 空间光通信 相控阵天线 衍射光学元件
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