星间激光时频传递系统中的多普勒频移补偿技术

为了减少星间激光时频传输过程中的多普勒频移并提高星间通信的可靠性,提出了一种多普勒频移补偿技术。首先,对多普勒频移进行了理论分析和仿真,得到了两卫星在24 h通信中断前传输激光光学频率所产生的多普勒频移;然后,设计了一个多普勒频移补偿系统用于星间激光多普勒频移补偿。仿真结果表明：该系统能在约15个控制周期内完成多普勒频移补偿,使得补偿后的多普勒频移小于8 kHz,比未补偿的情况改善了6个数量级。     

尾流气泡群的激光多普勒检测方法

提出了一种基于气泡群后向散射光多普勒频移谱特性的舰船尾流检测方法。利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对尾流区运动气泡群后向散射激光多普勒频移谱进行了理论模拟,分析了气泡数密度和速率分布对后向散射光信号多普勒频移谱特性的影响。在此基础上,利用差动型激光多普勒探测方法,实验研究了模拟尾流气泡群后向散射光多普勒频移谱特性,实验结果与理论模拟基本符合。研究表明,随着尾流中气泡数密度和速率分布范围的增大,后向散射光信号的多普勒频移谱的幅度、截止频移也随之增大。这证明了激光后向散射多普勒频移谱特性分析法可作为一种有效的尾流检测方法。     

激光多普勒移频特性研究

为了提高激光多普勒测速系统的性能,增强系统与应用场景适配性,文中对比电光和声光两种主要移频器件的特点,从器件移频原理出发,提出了简化频率变换关系的分析方法,从理论上研究激光多普勒测速系统中两种器件产生的移频特性,搭建铌酸锂电光调制和声光移频全光纤激光测速系统链路,将测试频率特征与理论特征进行对比研究,提出一种新型声电混合调制激光多普勒测速系统。结果表明,该新型系统兼具声光移频测速系统可测量运动目标运动方向、运动速度,完成电光调制测速系统多频率校正的特点,频率测量相对误差较小,动态范围大。通过研究两种移频方式对频率特性,为设计高性能激光多普勒测速系统提供了理论和实验支撑。     

向列液晶中光场导致Freedericksz转变引起的频移

本文从理论及实验上研究了向列液晶中激光导致的Freedericksz转变引起的光场频移,得出了频移的时间演化规律,发现最大频移量正比于输入光强的平方。实验结果与理论分析相一致。     

光纤环路移频反馈激光器及放大器增益的研究

基于声光调制的频移反馈激光器是目前研究的热点,它可以生成一串频率间隔相同的谐波。为了生成多频激光,采用移频反馈激光器的方法,设计了一种全光纤式移频-放大反馈环路,建立了基于频移反馈腔的激光外差相关理论模型,并进行了数值仿真。同时,在环路中引入光纤放大器,研究了增益系数对各阶次谐波相应强度的影响,验证了不同增益系数对各阶次频率的选择作用。结果表明,利用频移反馈回路,实现了数倍于基频的高频调制,最高调制频率可达4GHz。这为新体制高频调制激光的研究奠定了理论及实验基础。     

用于激光原子囚禁的二极管激光器的稳频和移频

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行了稳频,使得激光器的等效线宽小于1～MHz,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,能满足激光冷却与囚禁原子对激光频率稳定性和频移量的要求,实现了Rb原子的激光囚禁。     

激光等离子体对微波反射频移影响的实验研究

用频谱分析仪测量了微波被激光等离子体反射的频率,得到反射波的频率与入射波的频率明显不同,研究了在等离子体膨胀和熄灭两种情况下激光功率密度与入射波频率对反射波频移的影响并分析了产生频移的原因。结果表明:在等离子体膨胀和熄灭过程中,微波反射信号频移的最大值随激光功率密度的增加而增加;随入射微波频率的增加而减小。     

基于DDS的激光频率高精度控制系统及其应用

在诸如激光冷却原子、光频标和冷原子干涉等实验中,通常采用压控振荡器（VCO）技术对激光移频,但是移频精度和稳定性不能满足实验要求。本文提出并研制了一种直接数字频率合成器（DDS）及其专用高精度时序控制系统用于激光的移频。DDS基于AD9852芯片,配合微控制器（MCU）控制其参数,输出经功率放大后直接驱动声光调制器以调...     

CO_2激光的窄脉冲声光调制与移频

本文首先介绍了CO_2激光窄脉冲调制与移频在CO_2相干接收技术中的意义及调制与移频的方法,简要分析了声光调制器的工作原理,并利用声光调制器进行了CO_2激光的窄脉冲调制和100MHz的移频,最后给出了实验结果和结论.     

布里渊光子晶体光纤环形移频器

通过实验研究了一种光子晶体光纤环形移频器,该移频器基于布里渊频移原理,利用光子晶体光纤布里渊增益高、阈值低的特点,同时利用光纤环形腔选频放大技术获得窄线宽高增益激光输出。实验结果表明:在波长为1 548 nm单纵模光纤激光泵浦下,10 m长光子晶体光纤的受激布里渊散射阈值功率约为457mW,环形腔输出的受激布里渊散射Stokes光相对于入射光移频量为9.778GHz、线宽500 kHz,并且移频量可以通过温度进行微调。该移频器可以用于分布式光纤布里渊传感器和微波发生器。     

声光频移通信系统中接收技术研究

设计了基于声光频移技术的激光通信系统接收端系统,针对声光频移激光通信传输信号特点,利用LC谐振回路实现模拟选频,采用D触发器实现载波的数字下变频,最终通过现场可编程门阵列实现信号解调。最后对设计的模块进行测试,测试结果符合设计要求,实现了100MHz载波幅移键控信号的下变频以及基带信号的解调。     

全固态频移反馈激光器的谱宽稳定特性

从速率方程出发,把激光介质的增益带宽以环程频移量为单位划分为若干频带并进行移频处理,仿真分析了基于Nd∶YVO4介质的频移反馈(FSF)激光器在连续输出情况下的特性,给出了在改变抽运功率水平、声光调制器(AOM)衍射效率、环程频移量、介质增益带宽等条件下频移反馈激光器的输出谱宽、频谱位移等的仿真计算结果。实验中,采用端面抽运驻波腔结构并以声光调制器作为腔内移频器,构建了基于Nd∶YVO4介质的全固态频移反馈激光器,实验研究验证了理论计算的结果,并得到了1 W以上的连续激光输出。研究结果表明频移反馈激光器的输出频谱在不同抽运水平下具有谱宽基本稳定的特点。     

GEO与LEO间激光通信轨道特性仿真

为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为5109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿;提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响;太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程;GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。     

第三讲 各类光纤传感器(四)

4.光纤激光多普勒速度传感器由于波源、接收器、传输媒质、反射体或散射体的运动而使波动相对于观察者产生频移的现象称为多普勒效应,或多普勒频移.当激光照射到运动着的物体或流体中的粒子时,散射光频率也会发生漂移.如图1所示,假设入射光、散射光的波矢量分为(?)和(?),被测对象的运动速度矢量为(?),则多普勒频移f_D:     

测量亚声速气体速度的荧光技术

检测从选定的碘分子多普勒频移吸收体发出的荧光(该碘分子甩频率固定在吸收线一翼的激光激发)，为测定流场中多点上的亚声速气体提供了基础。这是B. Hiller等人介绍的。相向传播的薄层激光朿用来照射气流，这样便不需要无频移的参考信号。     

采用光学频移的激光测速系统

讨论了频移的原理及其功能;介绍一种应用声光调制器作为频移器件的激光测速系统,并成功地用来测量二维阶跃扩张管道中的高湍流度回流流动。     

多分量激光多普勒速度和频移测量仪

叙述了多分量激光多普勒速度和频移测量仪的作用原理、调整方法、结构和基本技术特性，频移是由激光辐射到非匀速旋转透明塑料圆盘上的部份散射决定的。仪器可用于研究包括强电场中的流体在内的复杂流体动力学流。     

用光学频移的激光测速系统

文章介绍了国内首次研制成功了带有光学频移装置的激光多普勒测速系统。以氦氖激光器为光源。采用声光调制晶体为频移元件，双差动工作模式。     

人眼安全拉曼激光技术的发展

闸述了1.5Xμm波段人眼安全激光技术的特点，综述了1.54μm高压甲烷气体拉曼频移Nd:YAG激光器和1.56μm硝酸钡固体拉曼频移Nd:YAG激光器的发展及其现状，并对其未来发展方向进行了探讨。     

差动激光多普勒尾流探测方法

利用差动激光多普勒探测法,研究了能够探测尾流中气泡和湍流分布的光学诊断方法。实验研究了模拟尾流场中运动气泡及湍流的后向散射光的多普勒频移谱特性。采用差动相干探测法获得了模拟尾流场的流速,测量值与实际流速误差小于1.5%。实验结果表明:相干光束夹角对散射光频移量具有明显影响,散射光多普勒频移量随两相干光夹角的增大而增大;气泡运动引起的频移主要集中在低频端,为一宽带谱;并且频移谱的宽度随气泡数密度的增大而增大。频谱的这一特征可作为舰船尾流识别的判据之一。