相干光通信中的90176;光混頻器

1、分類號(hào)密級(jí)UDC學(xué)位論文相干光通信中的90光混頻器（題名和副題名）周凌堯周凌堯（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名廖云教授教授王云祥王云祥講師講師（職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)名稱光學(xué)工程論文提交日期2011年04月論文答辯日期2011年05月學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人2011年06月14日注1注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要I摘要激光應(yīng)用于通信領(lǐng)域主要有光纖通信和自由空間（包括大

2、氣、水下、太空等）通信兩種形式，目前廣泛使用的強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)方式并不能充分發(fā)揮激光光束相干長(zhǎng)度長(zhǎng)、發(fā)散角小、頻帶資源豐富的優(yōu)點(diǎn)，利用本振光和信號(hào)光進(jìn)行相干混頻的相干光通信技術(shù)具有靈敏度高、波長(zhǎng)選擇性好，頻帶利用率高等優(yōu)點(diǎn)，特別在星間通信領(lǐng)域相比于現(xiàn)有的RF通信方式有著巨大的優(yōu)勢(shì)。零差相干光通信的靈敏度可達(dá)到量子極限，在該通信方式中，要保持信號(hào)光與本振光的相位鎖定，使得光鎖相環(huán)被應(yīng)用到了星間相干光通信的接收機(jī)上。綜合比較平衡鎖相環(huán)、決策

3、驅(qū)動(dòng)環(huán)、同步位鎖相環(huán)和振蕩鎖相環(huán)等光鎖相環(huán)性能發(fā)現(xiàn)，Costas鎖相環(huán)對(duì)激光器線寬要求更低，技術(shù)成熟，易于實(shí)現(xiàn)，因而被用于本振信號(hào)光的鎖相控制。24端口90光混頻器是Costas鎖相環(huán)中的關(guān)鍵元件之一，與其它光混頻器相比，其在相位噪聲抑制方面的綜合性能最好.本論文著重對(duì)該混頻器進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。本文介紹了一種采用空間光學(xué)結(jié)構(gòu)，利用分光、偏振變換、相位延遲等原理實(shí)現(xiàn)的24端口90光混頻器。分析了該結(jié)構(gòu)的相干混頻原理，建立了相位誤差理論分

4、析模型，分析結(jié)果表明，同相正交支路的光程差導(dǎo)致的相對(duì)相差偏差不超過(guò)0.628mrad，波片快（慢）軸方向誤差對(duì)相鄰兩支路之間的相對(duì)相差沒有影響，但是會(huì)影響IQ支路之間的相對(duì)相差。計(jì)算得到該光學(xué)系統(tǒng)總的光耦合效率P光為37.8%，S光為42.2%。本文中選用尺寸為12.7mm的光學(xué)元件搭建了90光混頻器并進(jìn)行了測(cè)試，所用激光器波長(zhǎng)為1064nm。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得四束輸出光的相對(duì)相差與理論值0、90、180、270的平均偏差為4，最大不超過(guò)8，