高功率MgO:LiNbO3波导调制器的非线性影响分析

为了解决空间光通信系统中调制功率受限的问题,以空间光通信为背景,利用准静态保角变换原理对具有高光损伤阈值的MgO: LiNbO3集成波导外调制器进行了电极优化设计.对高功率激光在波导中的传播进行了仿真.基于仿真结果,分析了非线性效应所带来的影响,确定了器件最大输入光功率.该项研究对空间光通信等需要高速大功率激光调制技术的领域提供了有益的参考.     

全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价

基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点,是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构,并基于该结构对强度调制解调模式,通信距离为300 km,通信速率为1 GHz下的地面站对近地小卫星全双工通信链路进行了链路计算及通信误码率的分析。当MRR端口径为0.1 m时,通信链路余量大于5 dB,通信误码率优于10-15,满足通信链路的要求。并进一步分析了仿真结果存在的缺陷。结果表明所提出的空间光通信结构在小卫星对地面站全双工激光通信是可行的,是未来空间光通信系统发展趋势之一。     

激光通信中PPM调制性能研究

高功率、超远距离的光通信需要选择合适的调制解调方式,调制方式的选择是由系统的信道特性来决定的。PPM(Pulse Position Modulation)调制由于其功率利用率较高、传输效率高和抗干扰能力强等优点在光通信系统中被广泛应用。介绍了PPM的三种调制形式,并且对PPM调制系统的组成进行了研究,着重分析了PPM的调制性能,包括信号功率谱密度、信号的传输效率及误码率,证明PPM调制在保证一定的速率和传输功率尽可能小的要求下,是空间激光通信系统的最佳选择。     

空间光通信的激光发射和接收技术及模拟实验

对１ ～６０ Ｍｂ／ｓ 空间光通信的激光发射和接收技术进行了研究,设计并组装了半导体激光调制驱动电路和雪崩光电二极管（ Ａ Ｐ Ｄ） 光电检测电路。模拟实验表明,其主要特性能满足小型空间光通信的要求。     

多幅度数字脉冲间隔调制的水下无线光通信研究

为了研究适用于水下无线光通信的调制方式,采用分析水下无线光通信的信道模型、并推导该信道中用多幅度数字脉冲间隔调制方式的误包率表达式、带宽利用率和功率利用率的方法,对不同调制方式进行了理论分析比较.结果表明,多幅度数字脉冲间隔调制的带宽利用率和功率利用率最高.这一结果对选择适合用于水下无线光通信的调制方式是有帮助的.     

空间光通信PPM信号的软解调及其性能

PPM调制由于其较高的功率利用率而在空间光通信系统中得到了广泛的应用,PPM信号的接收部分对整个通信系统的性能起很大作用。我们对光PPM信号的解调进行分析,提出了PPM信号的软解调而不对脉冲位置作先期判决,并对软解调及其性能进行分析,最后利用计算机对用APD接收且存在热噪声下的空间光通信PPM信号的解调进行了模拟仿真。仿真结果说明软解调由于充分利用了光电探测器计数软信息而降低了误码率。     

大气无线光通信调制方式性能分析

在对三种典型大气无线光通信调制方式--OOK、PPM和DPIM的调制结构进行分析的基础上,结合大气无线光信道特点,分析比较了这三种调制方式的带宽需求、传输容量、功率需求和差错性能.理论分析与仿真结果表明,OOK方式实现简单,不需要符号同步,带宽需求最小,但功率利用率太低;PPM方式大大提高了功率利用率,但带宽利用率最低,而且需要符号同步;DPIM相比于OOK具有更高的功率利用率,相比于PPM具有更高的带宽利用率,而且不需要符号同步,应用于无线光通信系统具有显著的优势.     

用于远距离光通信的新光源

日本富士通研究所研制出可实现超高速远距离通信的新光源。使用这一光源 ,可以构成比现有光通信快 5～ 6倍的光通信系统。目前使用的向激光通入电流直接调制光信号的方式 ,存在着难以高速化远距离传送的缺点。该所研究人员采用常时发出激光和在外部调制的新型调制方式 ,并且把分布反馈型激光和光调制器集成在同一个半导体衬底上 ,然后汇集到小型、高输出功率的光源上 ,从而克服了超高速光通信障碍。用于远距离光通信的新光源     

空间光通信PPM信号的软解调及其性能

PPM调制由于其较高的功率利用率而在空间光通信系统中得到了广泛的应用，PPM信号的接收部分对整个通信系统的性能起很大作用。我们对光PPM信号的解调进行分析，提出了PPM信号的软解调而不对脉冲位置作先期判决，并对软解调及其性能进行分析，最后利用计算机对用APD接收且存在热噪声下的空间光通信PPM信号的解调进行了模拟仿真。仿真结果说明软解调由于充分利用了光电探测器计数软信息而降低了误码率。     

高功率激光器的高速率外调制技术

高功率激光器的高速率外调制技术是空间光通信发射系统中的关键技术。系统采用光纤耦合的激光器, 有效减少了传输媒质对激光功率的损耗。为了获得大功率、高速率的激光调制信号, 采用1 mm光输入口径的铌酸钽晶体电光调制器进行光强度调制, 电光调制器的调制带宽为1 GHz, 调制方式选用外调制方式。为了保证了调制器工作在线性区域, 同时降低对电光调制器的驱动电压的要求, 系统采用了自动偏置控制技术。通过加正弦波和方波信号进行调制实验, 系统实现了激光器调制速率300 Mb/s, 输出功率100 mW的指标要求。     

基于Turbo码的无线相干光通信系统性能研究

为了提高无线光通信系统的性能,提出并分析了基于Turbo码的无线相干光通信系统。对无线光通信系统中的衰减和噪声进行了分析,并通过Matlab仿真得出了特性曲线。借助系统的误码率,通过对比基于Turbo码的BPSK调制的无线相干光通信系统与BPSK调制的无线非相干光通信系统和未编码无线光通信系统性能,得到无线相干光通信系统借助Turbo编码技术,可以提高系统的抗干扰能力,节省发射光功率,提高了系统性能。     

光通信高速率调制系统设计及性能仿真测试

为了奠定未来光通信高效实行的基础,需要研究高速高质量的激光调制系统。本文在一般调制系统设计原则基础之上,从核心器件入手,选定了以DFB激光器、EAM为主的调制整体框架;之后进行了激光器周边辅助电路、调制器驱动电路以及调制器自身结构的精细化设计,形成了高速调制系统设计框图;利用光通信仿真平台Optisystem在临界调制速率1.12 Gbits、高速5 Gbits、超高速10 Gbits三种梯度下进行了该系统的性能测试。结果显示:1.12 Gbits到5 Gbits测试性能优异且稳步提升,表明该系统能够满足现阶段一般条件下的光通信高速调制需求;但10 Gbits下系统表现不够稳定,说明适应超高速条件下的调制系统还需进一步深入研究。该调制系统的设计和仿真对后续实测工作的开展具有重要指导意义。     

线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性

为了分析线性损耗和双光子吸收对硅基波导调制不稳定性的影响,采用理论论证和数值模拟相结合的研究方法,推导了调制不稳定性增益谱、峰值增益、峰值增益频率和调制带宽的表达式。论证了波导的线性损耗、双光子吸收系数和脉冲光功率等参量对调制不稳定性的影响,并对给定结构参量的脊波导进行了仿真分析。结果表明,即使在微弱的光功率(几十毫瓦)下,在反常色散区仍然存在强烈的调制不稳定性现象,其增益是相同功率下光纤介质的102～102倍;峰值增益频率和增益带宽随波导的线性损耗指数衰减;峰值增益也随双光子吸收系数指数减少。这为硅基波导调制不稳定性实验研究和超连续谱产生提供了理论参考。     

基于低密度奇偶校验码和非对称限幅光正交频分复用技术的大气激光通信系统性能

研究了一种光功率效率高的非对称限幅光正交频分复用(OFDM)调制技术,通过对信号的非对称削减,将OFDM调制技术运用到光通信领域。将这种非对称限幅光OFDM技术运用到大气激光通信系统中,分析了采用非对称限幅光OFDM技术大气激光通信系统在大气湍流信道下的性能。在此基础上,将低密度奇偶校验(LDPC)码和置信传播迭代译码算法应用到大气激光通信系统中,并结合非对称限幅光OFDM强度调制方案,在大气湍流信道中进行了仿真。仿真结果表明,LDPC码具有优越的纠错能力并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要。     

一种大气激光通信系统抗干扰调制/解调技术

空间光通信以大气为介质进行信息传输时,不可避免地受到大气散射、大气湍流及背景光等因素的影响。针对大气信道对通信质量的影响,提出了基于激光偏振态参数的调制与解调技术,设计了一种基于偏振移位键控(PolSK)的大气激光通信系统并对其原理进行了简要分析。该通信系统采用偏振移位键控的调制方式,即利用圆偏振光的两种旋态(左旋和右旋)进行编码、调制从而实现数据的传输,接收端采用平衡探测方法进行光信号解调。对系统性能进行仿真分析,结果表明,基于激光偏振态参数的调制与解调技术在抗大气环境干扰、提高数据传输速率和降低误码率等方面具有优越性,在未来的空间激光通信领域有广阔的发展空间和应用前景。     

星间激光链路光源探讨

星间光通信要求光源具有输出功率高，调制速率快的特点。目前的星间光通信系统大多采用半导体激光器。近年来，高功率光纤激光器得到快速发展，并以其优异的性能在很多领域正逐步取代半导体激光器。本文着重分析了半导体激光器和光纤激光器的性能，提出了光纤激光器用于星间光通信的可行性。     

激光信号的空间光调制关键技术综述

空间光调制技术是利用各种手段对光波在空间上的传输状态进行加工处理和控制的一项技术,被广泛应用于光通信、光学印刷,以及神经网络计算等领域。文章对激光信号的空间光调制技术目前的国内外研究现状进行了详细的分析,对空间光调制技术目前存在的技术挑战进行了详细阐述,并展望了今后该技术的发展方向。     

空间调制无线光通信的信号设计

建立了空间调制无线光通信的光强信道模型,并给出了空间信号必须满足的两个基本约束条件。通过定义于二维空间的正交基函数建立了矢量信号空间,并定义了三个衡量空间信号设计方案性能的指标,即误符号率,频带利用效率和功率效率等。参照传统时域信号设计方案,提出了三种空间调制信号具体设计方案,并从带宽效率和功率效率两性能上进行了比较,结果表明正交幅度调制(QAM)具有带宽效率高、功率效率低的特点,而且采用的信号点越多其带宽效率就越高,另外其空间信号图案还具有圆对称性,因此非常适合在空间带宽有限的远距离无线光通信中使用。     

文摘

根据自由空间光通信的特点,在理论分析和数值仿真的基础上提出了适用于星间光通信的长波长光发送机方案.针对星间光通信对误码率的要求分析了大信号、高泵浦功率条件下EDFA中放大的自发辐射(ASE)对系统信噪比增益的影响并通过计算给出了在OOK调制方式下光发送机天线口径的最优范围.     

通信用高功率高速率LiNb03电光调制器

由于光波通信比无线电通信具有诸多优点,日益成为当前研究热点.以用于自由空间光通信的高功率、高速率电光调制器为主要研究对象,从LiNbO3横向电光调制理论基础入手,对电光调制晶体调制器件的设计进行了讨论,并设计出了高功率高速率LiNbO3电光调制器,满足了最大输出光功率为150mW,总的激光利用效率为10%的技术指标,最后对电光调制器分别在室内18m、室外6.4 km进行了信号传输能力测试.