卫星光通信天线系统轴向间隔的精确调试方法研究

在卫星光通信系统中，光学天线是影响激光信号发射和接收的关键子系统，干涉仪则是实现其精确装调的有效工具。由于实际使用的干涉仪的波长与光学天线的工作波长通常并不相等，此时利用干涉仪只能完成垂轴像差的调整，而不能完成轴向间隔的精确调试。为实现单波长干涉仪对不同波长光学天线轴向间隔的高精度装调，必须考虑由干涉仪和光学天线的波长差异引入的间隔偏差。根据光学天线在干涉测量装置中的光程差表达式，建立了由波长引起的光学天线物镜和目镜的轴向间隔偏差与干涉条纹变化量的关系式，并据此提出了精确调试光学天线轴向间隔的方法。模拟仿真结果表明，利用该关系式能较精确的完成光学天线轴向间隔的调试，其模拟调试误差小于15%，基本满足卫星光通信终端对光学天线的装调要求。     

卫星平台振动对星间激光链路的影响和解决方案

分析了振动对卫星光通信的影响以及卫星平台振动产生原因和特点,找出了卫星平台振动规律。针对振动对卫星光通信系统影响问题,定义了补偿因子以描述补偿效果;对于影响较大的低频振动情况,设计并建立了模拟振动补偿系统。实验结果表明,采用前馈补偿技术的模拟振动补偿系统对于10Hz低频振动的补偿效果显著,补偿大约80%的振动。     

卫星光通信技术发展及其影响因素分析

论述了卫星光通信技术目前的发展状况、研究意义、技术应用背景和发展趋势,分析了各国卫星光通信技术发展及研究状况,为我国卫星光通信技术的发展提供了一定的借鉴;阐述了空间环境对卫星光信息传输的影响问题,并分析了进行空间环境对卫星光通信器件和终端性能的影响因素,论述了进行研究的必要性。     

振动对空间光-光纤耦合效率影响及补偿实验研究

利用现有成熟光纤通信技术是目前卫星光通信技术的重要发展方向,但需首先解决空间光-光纤耦合这一关键问题。文中对卫星平台振动对空间光-光纤耦合效率的影响进行了理论分析;在此基础上针对卫星光通信终端,建立以CCD 为探测器,高速偏转镜为补偿器件的卫星平台微振补偿系统,并进行了实验研究。实验结果表明:所采用的基于反馈控制技术的主动补偿系统能有效地抑制低频振动。在振动频率介于1～50 Hz,振动幅度介于75～300 rad 之间时,补偿系统对耦合效率的最大改善率可达54.73%,验证了补偿方案的可行性及有效性,为在卫星光通信系统中应用各种光纤通信技术打下基础。     

基于相位混合算法的衍射光学元件优化设计方法

在光束整形衍射光学元件的设计中,为提高目标衍射图样的重构精度,提出了一种基于相位混合的迭代算法。该算法采用复振幅每次迭代循环的初始相位与返回相位的加权和为驱动函数,并以每次循环开始和结束时的光强比较作为光束相位变换的判据。简单讨论了Gerchberg-Saxton（GS）算法的缺陷,并以高斯分布-均匀分布和高斯分布-环分布为例,对比了改进算法与GS算法的设计结果。计算机仿真结果表明,改进算法的极限收敛精度比GS算法高几个数量级,其能量利用率、顶部不均匀性等指标也均优于GS算法。该算法能获得重构精度较高的输出图样,对衍射光学元件的优化设计具体参考意义。