1 中国科学技术大学 自动化系, 合肥 230027
2 中国科学技术大学 信息科学技术学院, 合肥 230027
用小波变换方法对星间光通信中的多样化波前畸变进行重构，并分析了小波重构方法的两项参考指标：重构精度和重构算法复杂度。基于对这两项指标的综合考虑，提出一种最优小波基函数的选取方法。仿真数据表明，利用最优小波基函数选取方法对波前畸变进行重构，较之传统的Zernike多项式拟合方法，具有重构精度高且计算量小的特点。
星间光通信 多样化波前畸变 小波方法 泽尼克多项式 inter-satellite laser communication diverse wavefront aberration wavelet methods Zernike polynomials 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101018
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
在相干体制下，二进制相移键控(BPSK)信号调制的零差接收机可实现理论上的最高灵敏度，是星间相干光通信的研究和应用重点。零差接收机要求本振波和信号波严格相位同步，常用的相位同步技术是光学锁相环(OPLL)。阐述了光学锁相环的基本原理，介绍了近20年来光学锁相环的发展，在此基础上总结了各种类型锁相环的性能和适用范围。回顾了欧洲国家在星间相干光通信计划中通信终端使用光学锁相环的情况。最后对光学锁相环技术进行了总结，对该技术的前景进行了展望。
星间光通信 相干探测 光学锁相环 相干通信终端
1 华南师范大学 光子信息技术实验室，广州 510006
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所 信息光学研究室，上海 201800
针对星间光通信系统的要求，采用一种新型的半导体激光耦合方案，用前后正交的非球面柱面透镜准直半导体激光束，再经渐变折射率(graduated refractive index，GRIN)自聚焦透镜聚焦，把光束耦合入单模光纤。就此耦合单元，对耦合效率随半导体激光器的位置偏离及角度偏移进行了研究，在光纤尾纤处测得了输出功率随驱动电流的变化关系，单模运行的半导体激光二极管经耦合后的出纤功率可以达到80mW。结果表明，耦合效率随位置偏离及角度偏移的变化灵敏度都不高，这可以满足星间光通信的要求。
激光技术 半导体激光 单模光纤 星间光通信 光耦合 laser technique semiconductor laser diodes single-mode fiber intersatellite optical communication optical coupling
分析了探测系统中存在的高斯白噪音和激光器相位噪音的统计特性,研究它们对探测系统性能的影响.计算结果表明只要维持足够低的激光器相位噪音就能实现高准确度的光束定向.
星间光通信 光束定向 高斯白噪音 激光器相位噪音
卫星振动是影响星间光CDMA通信系统性能的一个重要因素．考虑多用户干扰、背景光噪音、热噪音、接收机噪音和卫星振动，给出了基于PPM信号格式的星间二维光CDMA通信系统的系统模型．采用数值分析的方法，详细分析了卫星振动对该系统误码率性能的影响．结果表明，码速率、通信波长和卫星振动都会影响星间二维光CDMA通信系统的误码率性能．当卫星振动标准偏差σ≤4×10－7时，卫星振动对系统误码率性能的影响较小；当卫星振动标准偏差σ≥1．2×10－6，卫星振动对系统误码率性能的影响很大，得到的误码率难以满足系统的通信要求，需要采用卫星振动抑制或补偿等技术提高星间二维光CDMA通信系统的误码率性能．
星间光通信 光码分多址 卫星振动 二维光正交码 Inter-satellite optical communication Optical code division multiple access Satellite vibration Two-dimensional optical orthogonal codes
采用有限元方法分析了单棱镜在重力作用下三个典型位置的表面变形，对棱镜表面Φ425 mm通光孔径轴向变形量进行Zernike多项式拟合，画出了相应的波差图，并确定设计方案．进一步选择Φ360mm口径光束对双棱镜在几种典型相对位置下进行光线采样、追迹，计算得到不同情况下由于双棱镜自重变形引起的总波差．
星间光通信 波像差 有限元分析 轨道模拟器 Zernike多项式 Laser communication in space Wavefont error Finite element analysis Trajectory simulator Zernike polymial
采用高斯光束近似重构了相干检测星间跟踪技术方案的数学模型,计算分析了探测器输出的中频电流与光束失配角之间的关系,减小了以往平面波近似下的计算误差.同时通过优化选择探测器直径和光束直径之比,对输出中频电流表达式进行了简化,提高了运算效率.
星间光通信 相干检测 高斯光束 Inter-satellite optical communication Coherent detection Gaussian beam
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
APT(Acquisition Pointing and Tracking)技术是星间光通信的关键技术。介绍了该技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程及其控制系统。重点论述了实现跟踪的困难性,相应地介绍了一种有效的扰动抑制控制系统。
星间光通信 APT控制 扰动抑制
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中??400 mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起的波像差的方法,在不同工况下,计算了平凸透镜在重力作用下轴向变形的峰谷值和均方根值,对轴向变形量均方根值最小工况画出了透镜表面变形的等值线图,计算了??350 mm通光口径内的波像差峰谷值和均方根值,对平行光管光组的波像差做出估计,验证了设计的合理性。
光学器件 透镜 平行光管 波像差 有限元分析 星间光通信
浙江大学玉泉校区信息与电子工程学系,浙江,杭州,310027
设计了一种新颖的高灵敏度和高精度星间跟踪系统方案,该方案中的关键是利用具有线性电光效应的LiNbO3晶体使入射光束产生圆锥形扫描,然后采用相干检测方法确定该光束的空间方位,据此调整细瞄准镜,实现星间跟踪.
星间光通信 跟踪 电光效应 相干检测
