Means and verification of broadcast technology applied to laser transmission on horizontal link

At present, there has been great progress in the field of the point-to-point laser communication technology, in other words, the traditional laser communication technology has been advanced day by day. Furthermore, in order to search for an effective means of achieving localized laser broadcasting communication within a limited range, an effective method of horizontal link laser broadcasting communication is presented, and the corresponding verifiable broadcast communication system is designed. In addition, the laser broadcasting is systematically studied by one physical model built at the optimal distribution of optical power. First of all, the theoretical model of laser beam expansion and the theoretical model of parallel light curtain are made comparisons and analyzed from the angle of attenuation of optical power, and the optical power loss model of the parallel light curtain is established as a result. Secondly, combined with the theory of optical imaging transformation based on Gaussian beam, the field distribution of far field of parallel light curtain is simulated by one leading optical and illumination design software and the relation between the filed distribution of far field of light curtain and the distance of transmission is revealed. Finally, the superiority and feasibility of the parallel light curtain theory model are verified by field communication experiments in different information channels.     

激光位移传感器数据采集技术

本文介绍了激光位移传感器的性能,以及由ADS7805和单片机构成的数据采集传输设备.该系统能够检测80±15mm范围的位移量,分辨率3μm,检测精度±15μm,工作带宽2kHZ以上,可适用于多种非接触测量领域.     

依据近轴光学理论求解双焦系统初始结构

为了快速得到双焦光学系统初始结构,依据近轴光学理论设计一款双焦、双视场光学系统。通过高斯光学理论及物像交换原则求解光学系统近轴光学元件的初始位置,分组将标准透镜插入到求解位置上,通过逐步增大近轴元件的焦距优化镜组及镜片间隔,使插入的透镜组焦距趋向该近轴元件焦距的理论计算值。以此类推完成每个镜组的优化设计。通过该方法设计了焦距为40/120 mm、视场为8.6°/2.9°的光学系统,所有镜片均为球面。在奈奎斯特频率100 lp/mm处,120 mm焦距时调制传递函数为0.58,接近衍射极限;40 mm焦距时调制传递函数为0.52。设计结果表明该方法适用于双视场光学系统,可快速得到光学系统初始结构,简化了设计难度。     

1*8信道微环谐振波分复用器的结构设计

微环谐振波分复用器(MRRWM)利用微环谐振器(MRR)的滤波选频功能,把主信道中输入的多个工作波长从不同输出信道中分离出来,从而实现其分波功能。尽管MRRWM以MRR为基础,但由于微环型器件结构的特殊性,对MRRWM必须进行更为严格的设计与分析。本文通过对1×8信道硅基聚合物MRRWM的折射率分布、波导尺寸、谐振级数、耦合层厚度等结构参数的合理优化,不仅从理论上消除该器件的模式双折射效应,而且提出一种降低器件制造难度的有效方法。     

飞机-地面间激光通信天线的初始对准

提出了对飞机-地面间激光通信系统天线视轴进行初始对准的方法.论证了系统的硬件组成和算法原理,对实验数据进行了分析.应用GPS、INS等器件测定通信双方的位置、姿态等参数,通过坐标转换矩阵解算了通信双方互指的方位角和俯仰角.给出了距离为12.5 km两个通信点上的模拟初始对准实验数据,实现了视轴初始对准,确定了捕获不确定区域大小为35 mrad.实验表明,该系统可实现通信视轴初始对准,为天线扫描打下基础.     

星地斜程大气信道激光通信可通率研究

用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角.在能见度5 km的城币大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型.仿真结果表明,当发射...     

基于光斑图像的激光束散角测量方法研究

利用光斑图像测量激光束散角,易受相机动态范围的限制,加衰减片又会影响光斑分布特性,从而影响测量精度.利用相机线性响应动态范围特性,提出了可行的测量图像方法,对得到的临界饱和光斑图像使用均值滤波后进行束散角测量,测量不确定度为0.02 mrad;同时提出利用图像融合的方法,通过对曝光不足和曝光过量的光斑图像融合,扩大了相...     

空间激光通信一点对多点光学原理与方法的比较研究

一点对多点的激光通信技术是构建天空地一体化信息网络的关键节点,也是实现多卫星间组网链路通信的一个必要前提。将空间激光通信一点对多点光学原理与方法进行了比较和研究,并针对三同心球结构和旋转抛物面结构,在其视场和能量利用率上面进行了分析。分析结果表明：三同心球结构视场可以达到水平和俯仰均为120°,旋转抛物面结构的视场可以达到水平360°,俯仰100°;三同心球结构随着视场的增大,能量利用率迅速下降;而在同等体积情况下,旋转抛物面的能量利用率在80°范围内比三同心球结构更高且更稳定。     

自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制

在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪( APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。     

激光脉冲云层传输时间扩展与信道均衡

云层粒子对激光的多次散射引起激光脉冲产生时间扩展,造成接收信号出现码间串扰。首先建立了带均衡滤波的云层激光通信链路信道模型;然后使用蒙特卡洛光线追踪法得出了云层信道在不同光学厚度下的脉冲时间响应特性;并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型。对不同云层光学厚度下,不使用均衡滤波和使用均衡滤波时的信噪比与系统误码率间的关系进行了仿真与分析,发现使用均衡滤波能有效地对云层信道多次散射效应的影响进行抑制。