空间环境对卫星光通信系统的影响因素分析

分析了空间环境对卫星光通信系统的主要影响因素,包括高能带电粒子辐射、背景光辐照、等离子体辐射等环境.对不同轨道卫星和光通信终端主要器件造成的影响进行了详细的分析.这些影响因素对卫星光通信系统的故障处理及在轨运行保障具有重要的参考价值,通过控制、抑制空间环境影响因素,可以提高卫星光通信系统的性能及其系统稳定性.     

高能带电粒子对卫星光通信系统的影响分析

高能带电粒子环境是影响卫星光通信系统性能的重要因素之一,分析了由高能带电粒子引起的单粒子翻转效应及总剂量效应(Single Event Upset),分析结果表明,为了有效减小卫星光通信器件的单粒子翻转率,需要对轨道倾角和轨道高度进行优化设计;而为了有效克服总剂量效应,除了简单的防护方法外,还可以考虑预留较多的系统富余量.     

基于体光栅的多阵元光纤激光组束

针对外腔谱组束和主振荡功率放大(MOPA)组束方案中存在的问题,基于体光栅极窄的波长选择性和角度选择性,提出了两种多阵元光纤激光组束方案.为克服外腔谱组束中阵元数目受衍射元件有限频谱范围的限制,提出了一种基于级联体光栅的谱组束方案,该方案可使组束阵元数目随光栅数目倍增;提出了一种基于重叠体光栅的MOPA组束方案,该方案通过重叠体光栅的双向复用提供光学反馈,使系统无需复杂的相位检测与控制就可实现各阵元光束的相位锁定.     

面向卫星互联网的下一代卫星光网络关键技术进展

随着卫星光通信技术的发展，通过光链路进行组网能够满足未来爆发式增长的互联网业务的接入、传输以及分发需求。本文首先介绍了基于光通信的卫星互联网架构和星座类型；然后，分析了下一代卫星光网络的关键技术，包括光电混合交换、卫星光网络波长路由、波长需求量分析以及业务疏导技术；最后，对卫星光网络几个技术发展方向进行了展望。     

Design and analysis of spectral beam combining system for fiber lasers based on a concave grating

A novel fiber laser spectral beam combining scheme based on a concave grating is presented.The principle of the presented system is analyzed,and a concave grating with blazed structure for spectral beam combining is designed.The combining potential of the system is analyzed,and the results show that 39 Yb-doped fiber laser can be spectrally beam combined via the designed system.By using scalar diffraction theory,the combining effect of the system is analyzed.The results show that the diffraction efficiency of the designed concave grating is higher than 72% over the whole gain bandwidth,and the combining efficiency is 73.4%.With output power of 1 kW for individual fiber laser,combined power of 28.6 kW can be achieved.     

光纤激光频谱组束技术的研究进展

光纤激光频谱组束是实现大功率、高质量光纤激光输出的有效手段。综述了光纤激光频谱组束技术的最新进展情况,介绍了光栅外腔频谱组束、MOPA结构频谱组束、PTR布拉格光栅频谱组束以及二维阵列的相干和谱组束等方案的基本原理和研究现状,比较分析了各种组束方案的优缺点,最后对频谱组束发展中存在的问题进行了探讨。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器动态特性的分析.研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化.结果表明对于单个脉冲,在相同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率;在不同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率.对于脉冲序列,在达到稳定的输出前,将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程.对于异步转移模式的多信道脉冲,脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化.     

基于时空冲突图的卫星光网络波长资源特性研究

针对动态卫星光网络中的波长资源紧缺问题，研究了其波长数与网络物理连通度的关系，提出了一种基于时空冲突图的波长资源特性分析方法。利用随机生成网络拓扑连接的方式，将卫星光网络的动态拓扑离散为空间和时间冲突图，分别表示网络的物理连通度和有效窗口。基于时空冲突图理论，建立空间冲突避免的路径选择概率和时间存储的有效窗口业务概率，两者相乘得到时空冲突概率，进而计算网络所需波长数。研究结果表明，波长需求与网络物理连通度、链路最大跳数和转发器数目有着密切关系，在业务重叠因子较大的情况下应该给卫星光网络分配更多的波长资源。     

基于线性调频的雷达通信一体化波形研究进展

雷达通信一体化是指在实现二者硬件共用的基础上，进一步进行波形融合，即用一个信号同时执行雷达和通信功能的技术，以优化系统性能，节约频谱资源。阐述了一体化的技术内涵及发展阶段，分析了线性调频（LFM）信号在一体化系统中的应用潜力，总结了LFM一体化波形设计、高频宽带LFM信号以及LFM一体化波形光学产生和处理的研究进展。分析认为，微波光子将在雷达通信一体化系统中发挥重要作用，未来的雷达通信一体化系统不仅是光学和电学技术相融合的系统，也是模拟和数字技术相结合的系统。     

Nonlinearity modelling of an on-board microwave photonics system based on Mach-Zehnder modulator

For the nonlinearity distortion problem of Mach-Zehnder modulator(MZM)applied in the on-board microwave photonics system,the situation for two input radio frequency(RF)signals with different frequencies and phases is discussed,and an exact analytical solution is derived with the method of expanding Bessel series and Graf addition theory.According to the analytical expression,the nonlinearity characteristics of the modulator can be precisely predicted,and the system performance can be optimized.The correctness of the analytical solution is approved by simulation results.Analytical results indicate that the nonlinearity distortion is suppressed as the decrease of modulation index,the increase of direct current bias phase shift and phase difference between two input RF signals.When the phase difference equals zero orπand the direct current bias phase shift isπ/2,there are only odd-order distortion terms.When the phase difference equals zero orπand the direct current bias phase shift isπ,there are only even-order distortion terms.