自由空間光通信中的光耦合及光束控制技術研究.pdf

1、自由空間光通信（FSO）以帶寬高、無需頻譜許可和安裝方便等優(yōu)點受到了人們的廣泛關注，空間光耦合技術和光束控制技術是FSO通信光學系統(tǒng)的關鍵技術。本文針對上述兩種技術展開研究，主要工作如下：
　　（1）在理想條件下，分析了空間平面波、高斯光束經(jīng)透鏡耦合進單模光纖的耦合效率，并實驗證明了耦合效率隨透鏡相對孔徑的變化過程中存在極值，為耦合結(jié)構(gòu)設計奠定理論基礎。
　?。?）在湍流大氣條件下，利用Von Karman湍流譜平面波入射光

2、場的互相關函數(shù)、交叉互相關函數(shù)，建立了空間平面波經(jīng)單透鏡、透鏡陣列和馬克蘇托夫-卡塞格林望遠系統(tǒng)（馬卡天線）耦合進單模光纖的耦合效率、耦合光功率相對起伏方差的數(shù)學模型。分析了空間平面波經(jīng)不同光學結(jié)構(gòu)耦合進單模光纖對耦合效率及耦合光功率抖動方差的影響，實驗驗證了陣列接收和大口徑接收技術可以抑制湍流引起的耦合性能下降，為基于光纖耦合的FSO接收技術提供了實驗依據(jù)。
　?。?）研究了空間光耦合自動對準系統(tǒng)。對比模擬退火算法和粒子群算法，

3、分析算法中相關參數(shù)對耦合自動對準系統(tǒng)的影響，為智能算法與空間光耦合自動對準技術的結(jié)合奠定理論基礎。
　?。?）分析了陣列高斯光束在空間中傳輸?shù)淖择詈犀F(xiàn)象。提出了光纖高斯陣列光束環(huán)形排布離軸發(fā)射技術，解決了馬卡天線次反射鏡對發(fā)射光束的遮擋問題，提高發(fā)射效率。為實現(xiàn)基于光纖的FSO發(fā)射技術提供了實驗依據(jù)。
　?。?）研制了基于馬卡系統(tǒng)的收發(fā)一體天線。實現(xiàn)了單模光纖發(fā)射和多模光纖接收的收發(fā)一體功能。
　　本文的工作為實現(xiàn)FS