空間輻射環(huán)境對(duì)小信號(hào)光功率放大器的性能影響研究.pdf

1、衛(wèi)星光通信是衛(wèi)星通信領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向，但是由于其在空間傳輸距離上較遠(yuǎn)，傳輸過(guò)程沒(méi)有中繼放大，使得光信號(hào)經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸后損耗很大，造成信息的缺失，因此需要利用前置光功率放大器對(duì)接收端的微弱光信號(hào)進(jìn)行低噪聲前置放大以保證信息的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。因此小信號(hào)前置光功率放大器是衛(wèi)星光通信系統(tǒng)接收端中不可缺少的重要器件。應(yīng)用在光通信系統(tǒng)接收端，作為信號(hào)光前置功率放大的CEFA(CW Erbium Fiber Amplifier)是摻鉺光纖放大器的一

2、種重要應(yīng)用方式，具有工作長(zhǎng)度適應(yīng)、噪聲特性好、與光纖耦合容易、無(wú)光偏振關(guān)系、穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)，然而在空間環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，由于空間輻射等惡劣條件將會(huì)導(dǎo)致其在性能上有所變化，進(jìn)而對(duì)接收機(jī)的靈敏度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，空間輻射環(huán)境對(duì)小信號(hào)光功率放大器的性能影響已成為一個(gè)急需研究的問(wèn)題。
　　本文對(duì)空間輻射環(huán)境下 CEFA的性能變化這一應(yīng)用基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行研究。首先探討了連續(xù)型摻鉺光纖放大器的應(yīng)用前景，并詳述空間衛(wèi)星光通信以及其研究現(xiàn)狀，分析了各

3、國(guó)的研究成果。討論了各種類(lèi)型的光功率放大器，對(duì)空間衛(wèi)星光通信系統(tǒng)中接收端的前置光功率放大器的選擇進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，并用簡(jiǎn)化的三能級(jí)系統(tǒng)對(duì)其工作原理及增益特性進(jìn)行研究。其次對(duì)空間輻射環(huán)境進(jìn)行分析并建立輻射理論模型，探究空間輻射對(duì)光功率放大器中各部件的性能影響，建立輻射條件下的速率方程與功率傳輸方程，從而可以以此分析空間輻射環(huán)境下放大器中光功率的變化情況。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論模型，得出空間衛(wèi)星光通信接收子系統(tǒng)中增益（G）、信噪比（SNR）、