浙江大学光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
Taking the LISA system as a reference, the phase noise of the inter-satellite transmission needs to be less than 1 pm. Research has shown that the defocus and the astigmatism are the main aberrations affecting jitter noise at a distance of 2.5×109 m. There is a deviation between the phase stationary point and the origin position. To minimize the phase noise, the telescope angle needs to be adjusted. The gravitational wave detection at the phase stationary point can effectively reduce the phase noise and the requirements of the telescope exit pupil wavefront RMS. The large defocus and small coma can make the phase stationary point close to the optical axis and increase the received laser power.
空间引力波探测 空间链路传输 指向抖动噪声 相位驻点 gravitational wave detection space propagation jitter noise phase stationary point
随着低轨卫星互联网的迅猛发展，星间激光通信链路成为低轨大型星座互联互通的关键，也是用户接入卫星互联网实现全球范围内端到端交互的基础。与地球同步轨道的星间环网不同，由于低轨卫星的高动态性，造成星间链路需要不断动态重构，由此带来空间节点的编址方式、交换路由方法等诸多技术难题，是目前该领域关注的热点。此外，用户终端通过微波链路接入卫星互联网，需要微波链路与激光链路之间的汇集和分发，也是迫切需要研究解决的重点难点问题。
卫星互联网 低轨星座 星间激光通信链路 传输 交换 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706005
1 国网新疆电力有限公司 电力科学研究院，乌鲁木齐 830000
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
3 国网新疆电力有限公司 电力调度控制中心，乌鲁木齐 830000
【目的】地震等自然灾害具有持续性和大范围的特性。灾害在发生过程中会持续性损伤光网络的链路资源，造成其链路风险不断变化。面对持续变化的链路风险，业务恢复规划不当可能导致恢复业务再次发生故障。从业务角度来看，重复故障将导致数据传输的多次中断，且随着灾害发生，后续的链路状态损伤加剧可能导致无法恢复此业务。从网络管控方面来看，重复恢复会造成算路资源浪费，占用其他业务的恢复资源。同时，由于业务传输的数据重要性不同，不同业务对传输可靠性的需求存在差异，在发生故障时，高重要度业务应优先恢复。因此，在大规模持续性灾害场景下，综合考虑灾害对链路风险的持续性影响以及不同业务对路径可靠性需求的差异性进行业务恢复是一个值得研究的问题。文章针对此问题提出了一种持续性灾害下基于链路风险感知的业务恢复算法——动态链路风险重路由算法（DLRRA）。
【方法】首先，针对业务重要度和链路风险，文章建立了业务重要度与链路风险评估模型，并在此基础上提出了优化目标路由可靠度。DLRRA结合优化目标充分考虑了灾害对链路持续性影响造成的链路风险度变化，通过优先为高重要度的故障业务分配低风险的恢复资源，避免了在灾害持续发生过程中同一高重要度业务发生2次故障的风险。
【结果】仿真结果表明，DLRRA恢复的首次业务较传统算法的2次故障概率降低了11%，且在高负载下的平均重要度提高了10%。
【结论】因此，该算法有效避免了持续性故障造成的业务多次中断带来的损失，保证了重要业务在灾害环境中的持续稳定运行。
光网络 光纤损伤 链路风险 故障恢复算法 optical networks optical fiber damage link risk fault recovery algorithm 光通信研究
2024, 50(2): 22006901
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200241
以超冷铒原子系统冷却光的基频光作为探测光，主动补偿激发铒原子赫兹线宽能级跃迁的激光在光纤传输中引入的附加相位噪声。在不影响原有被传输亚赫兹线宽激光（1299 nm）的情况下，将相近波长的宽线宽基频光（1166 nm）从光纤输出端反向注入，实施外差拍频探测并主动反馈补偿。当两个波长激光的光纤传输噪声基本一致时，可极大地抑制亚赫兹线宽激光在光纤传输中由于温度和振动等因素引起的各种相位噪声。主动补偿后传输激光的线宽从锁定前的14.6 Hz压窄到锁定后的11.6 mHz，光频传输的1000 s稳定度从1.6×10-16提升到6.5×10-19，满足当前最高精度和稳定度光钟的光频传输需求。所发展的光频传送方案可作为被传输激光器功率不足或空间受限时的替代方案，也可用在单点对多点近距离传输网络中简化源端发送装置。
光纤链路 光纤相位噪声 窄线宽 相位噪声抑制 光钟 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506004
计算成像是融合了光学设计、光学传感和图像处理的新兴技术领域，突破了传统成像技术获取信息的深度和广度限制，成为国际研究热点，是先进光学成像技术的重要发展方向。综合国内外文献和相关报道，以计算成像在信息复原及信息增强应用场景的技术发展为主线，结合新方法、新算法探讨各个子领域的主要进展，介绍端到端相机成像优化模型、衍射光学模型及基于可微光线追踪的复杂透镜模型等。近年来，无论是光学系统硬件加工还是图像处理算法都有着惊人的发展速度，多样化系统结构和先进算法的结合为计算成像提供了强大的发展动力，从人脸识别到物体检测，计算成像技术广泛涵盖了安防监控、医疗诊断、零售和娱乐等众多领域，相信未来也会在更多科学应用领域看到它的价值。
计算成像 全链路 光信息编解码 激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211033
1 中国科学院 微小卫星创新研究院，上海 201210
2 上海微小卫星工程中心， 上海 201210
3 中国科学院 空天信息创新研究院，北京100094
4 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院，北京 100094
5 上海科技大学 信息科学与技术学院，上海 201210
为满足空天信息传输容量快速增长的需求，针对未来卫星高速率大带宽的发展趋势，提出了基于激光微波混合星间链路的北斗导航网络优化方法。分析了混合链路在星间链路测距能力、路由收敛效率，并进行了仿真，验证了协同测距、协同管理方法在提升混合网络效率中的有效性。仿真结果表明：Ka频段激光协同测距时间相较传统微波网络短，定位精度因子(PDOP)最高值由3.4降低至2.3；混合网络路由收敛速度较单激光网络快，由41 s降至15 s左右。
星间链路 激光微波混合 导航星座 星座网络 网络优化 intersatellite link, laser microwave mixing, navig
西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安710048
为了弥补卫星网络中使用微波无线通信的不足，卫星激光通信网络因具有高数据传输速率、体积小、重量轻、低功耗、小天线尺寸、抗干扰能力强等优点而备受关注。总结了国内外卫星激光通信网络研究进展，介绍了卫星激光通信网络的关键技术、卫星网络结构、星间激光链路几何结构、卫星网络路由算法等重要内容，最后展望了卫星激光通信网络的未来发展方向。
卫星激光通信 卫星组网 星间激光链路 satellite laser communication, satellite networkin
