衛(wèi)星通信終端中空間光偏移入射對(duì)光纖耦合效率影響研究.pdf

1、由于衛(wèi)星光通信相比微波通信具有通信數(shù)據(jù)率高、通信容量大等優(yōu)勢(shì)，所以衛(wèi)星光通信技術(shù)受到高度重視，為了提高衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)探測(cè)靈敏度，實(shí)現(xiàn)高速通信數(shù)據(jù)率，并且在綜合考慮工程實(shí)現(xiàn)難度情況下，采用光纖通信系統(tǒng)中的波分復(fù)用技術(shù)和光放大器成為一種潛在選擇，因此解決空間光束至單模光纖的耦合問(wèn)題成為前提基礎(chǔ)。在進(jìn)行空間光束至單模光纖耦合的過(guò)程中，耦合效率對(duì)空間光束與光纖軸心的對(duì)準(zhǔn)誤差非常敏感，而耦合效率的降低導(dǎo)致光接收機(jī)靈敏度下降，要保持較小的對(duì)準(zhǔn)誤差

2、則需要對(duì)光通信系統(tǒng)跟蹤精度提出更高的要求，所以提高光纖耦合容差特性對(duì)優(yōu)化光通信系統(tǒng)性能來(lái)說(shuō)非常重要。本文針對(duì)接收終端中空間光至單模光纖耦合容差較小的問(wèn)題，提出對(duì)耦合特性進(jìn)行優(yōu)化研究，主要研究?jī)?nèi)容：
　　本文首先介紹了衛(wèi)星光通信的發(fā)展背景，針對(duì)采用光纖耦合為接收方式的通信系統(tǒng)，就其國(guó)內(nèi)外的研究與進(jìn)展?fàn)顩r進(jìn)行了論述，以空間光至單模光纖耦合的模型為基礎(chǔ)，通過(guò)模式耦合理論推導(dǎo)了最佳情況下單模光纖的耦合效率表達(dá)式，給出了接收光纖的相對(duì)位置存

3、在橫向、軸向及傾斜偏差時(shí)耦合效率的修正因子，重點(diǎn)分析了橫向位移偏差對(duì)耦合效率的影響，并對(duì)入射偏差角度與橫向位移偏差對(duì)耦合效率影響的等效性進(jìn)行了分析。其次對(duì)耦合透鏡離焦光場(chǎng)進(jìn)行分析，討論了離焦因素對(duì)耦合特性參數(shù)的影響。研究了不同耦合參數(shù)情況下耦合特性參數(shù)的變化情況，適當(dāng)減小耦合參數(shù)能夠提高耦合系統(tǒng)對(duì)偏差的容忍程度，利用CodeV仿真軟件建立耦合系統(tǒng)模型，對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后研究了錐形光纖對(duì)耦合特性的影響，在介紹錐形光纖傳輸原理的基礎(chǔ)上