零差相干光通信關鍵技術研究.pdf

1、自由空間零差相干光通信具有傳輸速率高、功耗低、抗干擾能力強、通信距離遠、保密性好、系統(tǒng)體積小重量輕等一系列優(yōu)點，因此成為了通信領域新的研究熱點。與傳統(tǒng)的強度調制/直接檢測(IM/DD)相比，空間零差相干光通信最突出的優(yōu)勢是靈敏度高。但是要將空間零差相干光通信真正投入到工程應用中，仍然有若干關鍵技術需要解決，本文主要解決平衡探測和90°光混頻技術，并開展零差相干光通信實驗研究。
　　本文針對空間相干光通信的應用需求，詳細分析了零差相

2、干光通信的原理以及相關的關鍵技術，通過比較零差相干檢測與IM/DD檢測和外差相干檢測，分析了零差檢測的主要優(yōu)勢。對通信系統(tǒng)中的核心模塊光學鎖相環(huán)進行了理論分析，重點分析了兩類常用的光學鎖相環(huán)：平衡鎖相環(huán)和科斯塔斯鎖相環(huán)。對兩者進行了噪聲分析，計算了兩鎖相環(huán)的理論極限靈敏度，求出了在所需系統(tǒng)誤碼率BER=10-10下的激光器線寬與系統(tǒng)碼率的關系。平衡鎖相環(huán)雖然結構相對簡單，但是對激光器線寬要求較高，是系統(tǒng)比特率的5.9×10-6倍；科斯塔

3、斯鎖相環(huán)結構比較復雜，但對激光器線寬要求較低，是系統(tǒng)比特率的5.02×10-4倍。
　　對零差相干光通信系統(tǒng)中的平衡探測器和90°光混頻器進行了理論分析，并對由于元器件的誤差所造成的性能影響進行了分析。根據(jù)理論分析的結果，設計了平衡探測電路以及90°光混頻器。經(jīng)過測試可得，平衡探測器帶寬為750MHz，光電轉換率為240V/W。成功組裝了90°光混頻器，測得耦合效率為49.9％，平均相對相差與理論值相差5°。
　　按照方案設