基于声光效应的空间相干光通信系统研究与分析-通信与信息系统专业论文.docxVIP

摘 摘 要 摘 摘 要 摘 要 空间光通信作为激光通信的一个重要分支，在电子对抗、星间通信、应急通信等 方面有着广泛的应用。强度调制/直接检测CIM/DD)和相干探测是空间光通信的两种 接收方式，后者具有更高的灵敏度，中继距离长，选择性好，通信容量大，可采用多种 调制方式等众多优点。随着激光器的发展，其良好的单色性和方向性为声光器件提供 了很好的相干光，从而可以通过声光器件实现对激光束的频率、方向和强度等各种特 性快速而有效的控制，因此基于声光效应的相干光通信方式是一种很有价值的研究课 题。 本文首先在第一章介绍了空间相干光通信的优势及国内外研究现状，并阐述了声 光互作用的发展和应用现状。第二、第三章介绍了声光互作用理论和空间相干光通信 基本理论，在此基础上，第四章提出了一个基于声光效应的空间相干光通信系统实验 方案，然后从光源、准直扩束系统、稠合系统，接收系统等重要组成部分进行设计分 析，并对系统的信噪比和外差效率进行了理论分析:最后分析了背景光噪声、光源对 相干光通信距离的影响。根据设计方案搭建实验平台，通过实验测试及结果分析，证 明了相干检测与直接调制/强度检测相比，接收灵敏度得到了很大的提高，该系统的接 收灵敏度可达到-43.5dBm，并通过Matlab仿真，定性的分析了光源线宽及参考光功率 对接收灵敏度的影响，得出线宽越窄，参考光功率增加可以使系统接收灵敏度提高。 第五章着重从Bragg衍射条件下，分析了双频声光衍射效应。首先对多频稠合波 方程普遍形式的推导，得到了Bragg双频声光衍射的便于分析的表达式:其次，利用这 些结果对Bragg双频声光衍射的动量失配、衍射效率进行分析，并从交叉调制、信号压 缩、三阶互调制等非线性特性对衍射效率的影响角度进行仿真分析，所得结论对以后 人们在研究基于声光效应的空间相干光通信系统时有一定的参考意义。 关键词:空间光通信; 相干光通信; 声光效应; 灵敏度; 多频声光衍射. 万方数据 – I – – – PAGE IV – 万方数据 – – PAGE III – 万方数据 Abstract Space optical communication as an important embranchment in laser communi- cation, which has widely applied in electronic countermeasures, inter-satellite optical communication, emergency telecommunications and so on. The receiving mode of optical communication has IM/DD and coherent detection, and the latter has great advantages such as higher sensitivity, longer relay distance, good selectivity, high com- munication capacity, and supports multiple modulation modes and the like.With the development of laser technology, laser diode has well monochromaticity and directiv- ity, which offers to fine coherent light, and then characteristics such as frequency of laser bean, direction and intensity are good controlled with acousto-optic devices, so coherent optical communication based on acousto-optic effect is a valuable research. In this paper, the advantages of spatial coherent optical communication and its re- searching status are introduced, and application situation of acousto-optic interaction is generalized in first chapter. In second and third chapters, basal theory about acousto- optic I