大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率影響研究.pdf

1、自由空間光通信以其相對于微波通信的優(yōu)勢，受到了人們越來越廣泛的關注。當前，充分利用現(xiàn)有成熟光纖通信技術(shù)是無線光通信技術(shù)重要的發(fā)展趨勢，然而需要首先解決好空間光-單模光纖高效耦合這一關鍵問題。以此為目的，本文針對無線光通信中大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進行了理論分析，在此基礎上，進行了大氣信道下短距離空間光-單模光纖耦合實驗。主要研究工作包括：
　　1.分析了影響空間光-單模光纖耦合效率的主要因素
　　介紹了大氣湍

2、流的統(tǒng)計理論，基于理想條件下的空間光-單模光纖的耦合理論，討論了影響耦合效率的主要因素，并深入分析了橫向、軸向及角度對準偏差對耦合效率的影響。
　　2.針對大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進行了深入理論分析和仿真研究。
　　在弱湍流條件下，給出了平均耦合效率及耦合效率起伏方差模型，采用數(shù)值仿真分析了大氣條件下空間光-單模光纖耦合效率相對起伏方差。針對大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)、耦合透鏡直徑、單模光纖模場半徑對平均耦合效率的影

3、響進行了理論分析。
　　3.在理論的基礎上進行了短距離空間光-單模光纖耦合效率實驗，驗證了理論分析的結(jié)果。
　　通過測量短距離大氣傳輸后耦合進單模光纖光束光強變化情況來分析大氣對耦合效率的影響。實驗結(jié)果在一定程度上證明了理論的正確性；同時通過對耦合光功率的實驗研究發(fā)現(xiàn)，隨著耦合孔徑直徑接近最優(yōu)值，平均耦合效率逐漸升高的同時，耦合光功率起伏方差在逐漸變小。
　　本文針對大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進行了理論分