哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究，依据星地下行链路特点，对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上，利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式，建立光纤耦合接收系统波前相位模式补偿理论模型，运用该理论模型，通过数值模拟对波前相位进行模式补偿，给出波前相位模式补偿下平均光纤耦合效率与接收孔径尺寸和相位补偿项数的变化关系，以及典型接收孔径下采取一定项数的波前相位补偿后光纤耦合效率概率分布，为基于光纤耦合接收方式的星地激光通信链路波前补偿系统设计提供一定理论参考。
星地下行激光通信 单模光纤耦合效率 大气湍流 波前相位模式补偿 satellite-to-ground downlink optical communication single-mode fiber coupling efficiency atmospheric turbulence wavefront phase modal compensation
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
在空间激光通信应用中, 空间光与单模光纤的耦合效率是影响通信系统性能的重要因素。考虑大气湍流会降低激光与光纤的耦合效率, 本文从湍流强度与光学系统分辨率之间的关系出发, 研究了大气湍流对光纤耦合效率的影响, 导出了接收口径、系统焦距、入射光波长、接收光纤半径、大气相干长度等与单模光纤耦合效率之间的关系。提出了两种在湍流环境中提高光纤耦合效率的方法。 方法一是在外界湍流强度发生变化时, 通过改变耦合系统焦距, 使耦合效率保持在较高值; 方法二则是采用锥状光纤接收来提高耦合效率。最后对提出的方法进行了分析、仿真和室外耦合效率测试, 验证了所提出的改善耦合效率方法的有效性。
空间激光通信 光纤耦合效率 大气湍流 锥状光纤 space laser communication fiber coupling efficiency atmospheric turbulence tapered optical fiber 光学 精密工程
2014, 22(12): 3205
长春理工大学光电测试分析中心，吉林长春 130022
目前，对光纤耦合效率的数值模拟方面的研究较少，并且主要是运用功率谱反演法即傅里叶变换法进行数值模拟，介绍了大气湍流对激光光束传播的影响，然后采用 Zernike多项式法对光纤耦合效率进行模拟研究，这种方法对于后续的波前重构和自适应光学系统闭环控制而言，物理概念更清晰，可以选择特定的光学像差进行波前的重构和控制，计算方法较简单。
大气湍流 Zernike多项式 光纤耦合效率 atmospheric turbulence Zernike polynomial optical fiber coupling efficiency
