摘要：星地空间相干光通信中,受大气湍流及空间光耦合效率因素的影响,要实现高速率、高探测灵敏度的通信变得异常困难。针对星地空间相干光通信链路中空间光耦合较难的问题,提出了采用大面积平衡探测器来提高探测灵敏度的方法。通过分析平衡探测技术的原理及平衡探测器结构,设计了一种探测面直径为100μm、工作速率为5 Gbps的平衡探测器,搭建了空间相干光通信测试平台。在5 Gbps通信速率下,探测器的直接探测灵敏度达到-18.6 dBm,相干探测灵敏度达到-43.89 dBm,共模抑制比高于38.5 dB。测试结果验证了该空间光耦合平衡探测器用于空间相干光通信的可行性。

摘要：为了进一步提高传感系统的灵敏度,在一片铌酸锂晶片上设计双平行非对称马赫-曾德尔干涉仪型光波导结构,并在光波导的周围设计分段电极,实现方向相反的电光调制,为此研制出尺寸为78 mm×14 mm×7.5 mm的集成光波导电场传感器。采用LTspice仿真软件设计一种跨阻抗平衡光电探测电路,采用差分法实现对共模噪声的抑制,从而提高电场传感器的灵敏度。实验结果表明,传感系统时域可测电场强度范围为33~3000 V/m,线性动态范围为35 dB,适用于弱电场的时域测量。

摘要：为了增大激光多普勒测速仪的测量距离,设计了基于马赫-曾德尔环形结构的双平衡式探测接收系统来提高灵敏度。基于平衡探测光电流的表达式,推导了平衡探测系统信噪比的表达式并对相关因素进行仿真实验。仿真结果表明:在相同光信号输入条件下,当两个探测器的量子效率比值在(0.236,1)之间时,平衡探测系统的信噪比高于普通相干探测系统的信噪比,并且当探测器量子效率相等时,信噪比最大。最后通过实验验证量子系数的比值对信噪比的影响。

摘要：在高速相干光通信系统中,平衡光电探测器是其核心器件。通过对相干探测原理的分析,得出了一致性系数与平衡探测信噪比的关系,给出了平衡探测器的组成结构,设计了相干探测的测试方案。当通信速率为5 Gbps时,该平衡探测器的共模抑制比高于27d B,采用平衡探测实现相干解调的最小信号光功率比单管探测改善了8 d B,验证了该平衡探测器用于高速相干光通信的可行性。

摘要：空间光通信以大气为介质进行信息传输时,不可避免地受到大气散射、大气湍流及背景光等因素的影响。针对大气信道对通信质量的影响,提出了基于激光偏振态参数的调制与解调技术,设计了一种基于偏振移位键控(PolSK)的大气激光通信系统并对其原理进行了简要分析。该通信系统采用偏振移位键控的调制方式,即利用圆偏振光的两种旋态(左旋和右旋)进行编码、调制从而实现数据的传输,接收端采用平衡探测方法进行光信号解调。对系统性能进行仿真分析,结果表明,基于激光偏振态参数的调制与解调技术在抗大气环境干扰、提高数据传输速率和降低误码率等方面具有优越性,在未来的空间激光通信领域有广阔的发展空间和应用前景。

摘要：提出一种结构简单、重复频率可调的任意波形光子生成方案。系统由双平行相位调制器、光纤布拉格光栅和平衡探测器组成。激光经双平行相位调制器调制后,由光纤布拉格光栅获取两路光信号,光信号经平衡探测输出方波和梯形微波信号。同时,通过使用额外的90°移相器,可获得三角形和锯齿微波信号。仿真结果表明,通过调节射频驱动信号的电压和频率,输出的微波光子信号的频率可实现10~25 GHz连续输出,且信号均方根误差(RMSE)小于0.33。此外,实验分析了调制指数β和90°电桥相位平衡Δθ对微波光子波形质量的影响,当β在标准值±0.15范围内变化,或Δθ在±3°范围内变化时,波形信号RMSE均小于0.42,验证了所设计系统具有较好的稳定性。

摘要：针对量子光学实验的特殊要求,通过设计优化宽带低噪声放大电路,研制出宽带低噪声光电探测器。我们重点分析了影响光电探测器增益、带宽和噪声的因素,通过选择合适的光电二极管、取样电阻、反馈电阻和输出电容,获得了宽带低噪声光电探测器。该光电探测器的带宽为2~50 MHz,能够用于输入功率达15 mW光场的噪声测量,适用于包括平衡零拍探测、差拍探测等量子光学实验。考虑到在量子光学实验中需要一对平衡的光电探测器,我们制作了一对2 MHz^31 MHz带宽内共模抑制比大于30 dB的平衡光电探测器,并用于1064 nm激光和1550 nm激光的强度噪声测量和散粒噪声基准的校准。

摘要：介绍水下激光通信的基本原理和在水下通信方面存在的明显优势,根据无线激光通信技术原理,设计了一种潜对潜的通信实验方案.

摘要：针对高精度微小旋光度测量需求,本文提出一种基于弹光调制器的高分辨率微小旋光度测量方法及实验验证方案。该方法原理是当起偏器、检偏器相对弹光调制器分别45°和0°放置时,待测微小旋光度与弹光调制信号的二次谐波近似成线性关系。为验证该方法的实验效果,本文采用双光电管的平衡探测方法设计了一个低噪声前置光电转电路,并利用锁相放大技术从弹光调制信号中提取谐波分量,在上述基础上实现了高分辨率旋光度测量。实验结果表明,基于弹光调制器的新型旋光度测量方法可实现高达10-6rad的高分辨率旋光度测量;并且本文设计的双光电管平衡探测电路可明显提高信号的信噪比,而基于锁相放大技术提取弹光调制信号谐波分量的方案也有助于实现高分辨率旋光度检测。