深空、自由空间、非可视散射和水下激光光子通信

激光光子通信是国际通信前沿研究领域的一个重要的研究方向。近年来激光光子通信技术被广泛地应用于深空通信,卫星与卫星激光通信,自由空间通信,非可视散射通信和水下通信等领域内。首先,由于自由空间激光光子通信系统的高下传速率优势,使其成为未来深空通信重要的研究方向。其次,基于自由空间和非可视散射光子通信方式的分布式传感网络逐渐从实研室走向实际应用。在农业土壤质量检测、地震灾害事件、结构件压力、医疗参数数据、污染物输运和军事应用领域具有广泛的应用价值。另外,水下光子通信技术能够满足与水下观测和海底检测以及钻井平台相关的研究和检测所需要的高速率通信需求。总之,由于激光和光子探测技术的独特优势,光子通信技术研究兴趣日益强劲,将在深空、自由空间和水下通信中被广泛的应用和深入研究。     

基于FPGA的三自由度精密激光转台控制系统

为了实时监控大型高海拔宇宙线观测站内激光在大气中传输衰减特性,设计一个精密激光转台向站内不同探测器指定方向发射激光脉冲。系统采用ActelFPGA为主控制器,A3977驱动两相混合式步进电机工作,TR绝对值编码器反馈3个方向上的角度数据,实现闭环控制,并将FPGA通过RS422接至本地PC,再接入互联网即可与远程控制端进行通信。最终实现激光转台每个方向均小于0．01°误差的精确定位,且能通过互联网实现远程控制。     

大气散射衰减定标系统设计

观测高能宇宙射线可通过大气荧光探测技术对次级粒子的研究间接实现,而次级粒子在大气传输中受到大气吸收、散射等影响,会影响探测的准确性。为定性定量地确定上述影响,设计了大气散射衰减定标系统,利用已知脉冲能量的激光器向指定方向发射激光脉冲,通过在地面上另外一点测量散射激光的能量,就可以对大气散射的参数进行标定,从而对次级粒子的能量及方向进行修正。此外通过散射通信中常用的非视距单次散射模型研究了大气传输过程中的散射衰减作用,得到不同角度下的计算仿真结果,为大气散射衰减定标提供了理论依据。