面向大气激光通信的空间光到少模光纤耦合特性研究

作     者：何爽 张鹏 魏佳 伍文韬 宫喜宇 王超 佟首峰 He Shuang;Zhang Peng;Wei Jia;Wu Wentao;Gong Xiyu;Wang Chao;Tong Shoufeng

作者机构：长春理工大学光电工程学院空间光电技术研究所吉林长春130022 长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程中心吉林长春130022 

基　　金：国家自然科学基金(61705019,61805028) 吉林省科技发展计划项目(20200201010JC) 吉林省科技厅自然基金(20180101338JC,20190201271JC) 吉林省国际科技合作项目(20200801053GH) 吉林省教育厅基金(JJKH20200752KJ,JJKH20190563KG) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2021年第48卷第23期

页      码：81-92页

摘      要：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。

主 题 词：光通信 空间激光通信 耦合效率 光纤耦合 少模光纤 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL202148.2306001

馆 藏 号：203106838...