摘要：设计和制作了基于晶体双折射的自由空间90°光学桥接器,用于在空间相干激光通信接收机中实现信号光束和本机振荡光束的混合并产生90°相移四通道合成光束输出,实现空间2×490°桥接,以进一步进行光电变换及信号解调和锁相。研制的晶体双折射2×490°光学桥接器由四块结构相同的双折射平板,一块相位延迟平板和一块检偏双折射平板组成。外差测量证明晶体双折射2×490°光学桥接器运行准确有效,性能稳定可靠,并给出了相位补偿和进一步的优化方案。晶体双折射自由空间光学桥接器适用于自由空间相干激光通信,对于未来星载激光通信终端实现小型化、轻量化、低功耗和高码率具有实际意义。

摘要：提出一种相干激光阵列合束孔径装填的新方法,采用逆达曼光栅及相位补偿原理将多束锁相相干的阵列激光合束装填为远场单一主瓣的光束,给出了相应设计方案,并进行了模拟相干激光阵列合束孔径装填的原理性演示实验。实验结果表明,这是一种实现高功率和高亮度激光的有效技术方案。逆达曼光栅用于相干阵列激光合束是基于远场衍射原理,阵列面和光栅面为严格的傅里叶变换关系,具有原理简单、性能稳定可靠的特点,能够控制输出光束尺寸及其远场光束宽度,对于发展紧凑型、轻量化和高光束质量的高功率激光器系统具有重要意义。

摘要：研制了高速电光晶体开关阵列数字光束扫描器。光束扫描器由电光分束单元和偏转棱镜阵列构成。电光分束单元是通过铌酸锂电光开关与偏振分光棱镜的组合实现。电光分束单元按照多级级联和空间组合构成3×3矩形光束扫描阵列。光束扫描阵列后加棱镜阵列使光束产生需要的角度偏转,可以实现远场大范围光束阵列扫描。同时可以实现激光光束扫描和跟踪的实时可编程控制。系统的实验研究表明光束扫描器的设计参数与实验测量结果吻合。

摘要：设计和制作了一种用于卫星相干激光通信的偏振分光2×4 90°自由空间光学桥接器,提出了两种λ/4波片进行偏振相位补偿的方法及使用啁啾激光及解斜解调的相移测量方法。给出了数学分析、系统设计和实验结果,结果表明器件运行稳定,相位补偿精密有效,相位测量简单而精确。

摘要：高分七号(GF-7)卫星激光测高仪激光器是一台输出能量较大、光束质量要求又高的激光器。为了实现这样的技术要求,采用被动调Q的振荡级+两级板条放大器(MOPA)的技术路线,以激光二极管(LD)侧面泵浦的被动调Q之字形薄板条激光器作为振荡级,以实现近衍射极限的种子光输出,再通过两级之字形板条放大器,使最终输出的大能量激光束能够保持较好的光束质量,满足测高仪小足印光斑的要求。设计的振荡级采用双玻罗(Porro)镜谐振腔,实现输出能量2 mJ、光束质量因子(M 2)1.3、脉冲宽度3 ns。经过两级板条放大器后,输出光束M 2为1.5~1.8,单脉冲能量达到180 mJ,脉冲宽度为4~5 ns,证明激光器设计合理,可以作为对地观测类激光测高仪激光器的设计参考。

摘要：分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0～10kHz频带范围内呈现平坦分布,0～1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.

摘要：基于LiNbO3晶体的双折射和电光效应设计制作了一种2×4的90°相移自由空间光学桥接器。该桥接器利用晶体的双折射效应进行信号光和本振光的分光/耦合,电光效应引入相位调制,在给定电场条件下实现2×4 90°空间光学桥接器的功能。对空间光学桥接器进行了实验测量和分析。实验结果表明该桥接器性能良好,相位连续可调,相位误差可通过电压调制补偿,应用于相干接收系统。

摘要：合成孔径激光成像雷达(SAIL)的主要技术指标如光学足趾尺寸和成像分辨率等都必须在所设计的远距离传输后实现。提出了一种在实验室空间近距离实现SAIL全系统贯通验证的方法,即在SAIL中附加光学装置使得其在近距离产生发射光束的准几何投影和足够大的外差接收视场,从而产生近距离二维SAIL成像必需的并且适当的光学足趾和方位向二次项相位历程。给出了一种Φ300 mm口径合成孔径激光成像雷达演示样机的主体结构和光学附件装置的设计方案,实现了实验室空间近距离演示验证,给出了在14 m传输距离上的二维SAIL成像动态演示的结果,实验测得光学足趾达到22 mm×22 mm,成像分辨率优于1.4 mm(方位向)×1.2 mm(距离向)。

摘要：以空间链路方程为基础,详细推导了具有不同像差时的星间相干光通信接收系统信噪比表达式。以通信距离为60000km、速率为2Gb/s的2PSK零差同步轨道接收系统为例,通过数值仿真,全面比较了接收天线的倾斜、离焦、彗差和像散等像差对接收系统误码率(εBER)的影响。结果表明,不同像差单独作用时,倾斜像差的影响最大,象散的影响最小;不同像差相互作用时,它们中的某些能部分实现相互校正,从而降低误码率。以εBER≤10-6为比较标准,当彗差W31/λ≤1.00时,调整倾斜像差能实现它们之间的部分校正;当像散W22/λ≤0.53时,调整离焦能对像散进行部分校正。因此,在设计接收系统时,接收天线的像差所产生的影响不容忽视。这将为设计星间相干通信接收系统提供必要的理论依据。

摘要：星间相干光通信系统中,信号光与本振光的不同分布将影响外差混频效率。在假设信号光与本振光偏振一致、相位匹配、几何中心重合的前提下,详细推导了信号光振幅为平面波(Uniform)、高斯(Gauss)分布,本振光为艾里斑(Airy)、Uniform及Gauss分布时的6种外差混频效率关系式,其中4种得到了精确的解析式。在此基础上,通过数值仿真,全面对比分析了各种组合的外差混频性能,结果发现,Airy+Airy和Gauss+Gauss具有最佳外差混频性能,理论上可以达到100%外差混频效率;Uniform+Uniform的最大外差混频效率为72%,Guass+Uniform最大外差混频效率是82%,它们具有相似性;而Airy+Gauss组合是系统中常用的分布模型,其外差混频效率同时受探测器半径及Gauss束腰的制约。这将为设计星间相干通信系统提供必要的理论依据。