文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
空间光-光纤高效耦合系统的设计与实现
姓名:李拓辉
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:杨华军
20100501
摘要术。本论文基于空间光通信平台,,并进行了实随着光纤通信技术的发展,波段的自由空间光通信在未来的高速卫星通信中占据重要地位。。具体研究内容如下:杓屏丝占涔猓庀笋詈舷低场;诳占涔馔ㄐ庞τ闷教ǎ擞孟低炒渚阵分析方法和定理分析了空间光传输特性,。芯苛斯丶际跫す馐渭际酢7治隽朔⑸涠撕徒邮斩斯庑藕诺奶氐悖设计出不同的空间光整形系统。对于发射端,采用相互正交的柱透镜组设计模型;对于接收端,采用非球面透镜加棱镜组设计模型。利用砑陨杓频南统进行仿真优化。芯苛斯丶际豕庀笋詈霞际酢U攵波段的光通信系统,设计了光纤耦合系统,采用非球面光学透镜实现了高效率的耦合,利用软件进行仿真优化。馐哉隹占涔猓庀笋詈舷低场;诳占涔馔ㄐ牌教ǎ榻ú馐粤丝占涔整形系统、光纤耦合系统的效率,分析了影响耦合效率的因素,提出了有效改善耦合效率的方法。詈螅攵远嗖ǔす馐洌治隽瞬煌ǔざ择詈闲实挠跋欤治隽入射角对耦合效率的影响。关键词:自由空间光通信,光束准直,光纤耦合,透镜设计,性能分析摘要
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签名:.垄握埠导师签名:.丝鲨歪日期:礴丁月矽谀阩只习独创性声明论文使用授权作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
第一章绪论本文的研究背景空间光一光纤耦合技术概述:自由空间光通信甋虺艶侵敢约す为信号载体,在自由空伺传输传递信息,实现全方位的语音、数据、图像信息的双向通信技术,是光通信领域近几年发展起来的高技术分支。广义自由空间光通信,包括大气光通信、卫星间光通信和星地光通信,相对传统的通信方式而言主要优点是:传输容量大效率高,光束方向性好,安全性好,组网方便灵活,体积小重量轻,抗电磁干扰。随着半导体激光器、光纤接收器件工艺水平的提高以及各种相关技术的重大进展,作为未来的主要通信模式之一,自由空间光通信技术在军事和商业上将得到越来越广泛的应用】。随着光纤通信技术日趋成熟,人们将耳光集中到了自由空间光通信稀自由空间光通信是光纤通信和无线通信的集成,适用于骨干网的扩建、光纤网络的备援、企业应用、宽频接入、无线数据的回传等领域以及需要高速传输的终端。光纤技术的运用将减轻卫星重量,提高通信传输带宽,降低卫星的发射成本和维由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别,C搜∮昧肆个透过率较好的波段窗口和魑Mㄐ诺牟ǔぁF渲墓獠属于红外波段,对于大气有更强的穿透能力,而且对人眼比较安全,所以可使用较高的传输功率获得较远的传输距离,具有极大的发展前景。在未来全光网络通信中,光纤与光源、光纤之间的光耦合技术,将成为关键技术之一。随着比较成熟的光纤制造工艺,零色散、低损耗单模光纤的使用和高速大容量光纤通信技术的发展,光纤耦合技术也有了新的技术要求。光纤、光源、耦合器件等是光网络的基本构成要素,因此光耦合器件的研究是全光通信中的一个重要课题。提高光纤耦合效率,可以直接提高高速光纤网的中继距离。自由空间光通信系统在通信终端都设有光发射机和光接收机,能够实现全双工的通信功能。光发射机的光源通过信息加载,并通过光学天线的发射,光信号经过大气信道传送到接收端的光学天线,将接收到的激光信号直接耦合进光纤中,避免复杂护成本【俊
光通过大气衰减下光纤耦合效掣】。的信号都是通过远距离传输后的弱信号,,将在全光网络和空间光通信中都有重要的研究价值和意义。本论文主要从事了耦合系统的准直技术和耦合技术的研究,对耦合系热搜芯苛的光电转换,具有数据透明传输,易于光纤网络融合【俊T诠庋煜呓邮斩耍玫入光纤成为自由光通信的重要课题。统的器件进行了设计和仿真,对耦合系统的耦合效率进行了实验测试,最后对影响耦合效率的