自由空间激光通信技术.ppt

自由空间激光通信技术,传输原理,大气传输激光通信系统是由两台激光通信机构成的通信系统，它们相互向对方发射被调制的激光脉冲信号（声音或数据），接收并解调来自对方的激光脉冲信号，实现双工通信。,关键技术分析,高功率激光器的选择 空间光通信具有传输距离长，空间损耗大的特点，因此要求光发射系统中的激光器输出功率大，调制速率高。一般用于空间通信的激光器有三类：二氧化碳激光器。输出功率最大(10kw)，输出波长有10.6m和9.6m，但体积较大，寿命较短，比较适合于卫星与地面间的光通信。,Nd:YAG(Y3Al5O12中文称之为钇铝石榴石晶体激光器)。波长为1064nm，能提供几瓦的连续输出，但要求高功率的调制器并保证波形质量，因此比较难于实现。这种激光器适合用于星际光通信。是未来空间通信的发展方向之一。,二极管激光器（LD）。具有高效率、结构简单、体积小、重量轻等优点。波长为800860nm的ALGaAs(砷化铝镓)LD和波长为9701010nm的InGaAs(砷化铟镓）LD。由于ALGaAsLD具有简单、高效的特点，并且与探测、跟踪用CCD阵列具有波长兼容性，在空间光通信中成为一个较好的选择。,快速、精确的捕获、跟踪和瞄准（ATP）技术。这是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。系统通常由以下两部分组成：捕获（粗跟踪）系统。它是在较大视场范围内捕获目标，捕获范围可达120或更大。通常采用CCD阵列来实现，并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪，即目标的捕获。跟踪、瞄准（精跟踪）系统。该系统是在完成目标捕获后，对目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器（QD）或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现。,精密可靠高增益（表示定向天线辐射集中程度的参数）的收、发天线 为完成系统双向互逆跟踪，空间光通信系统均采用收、发一体天线，隔离度近100%的精密光机组件。由于二极管激光器光束质量一般较差，要求天线增益高，另外为适应空间系统，天线总体结构要紧凑、轻巧、稳定可靠。,大气信道 大气信道是随机的。光的吸收和散射，特别在强湍流（流体流速很大的状态）情况下，光信号将受到严重干扰。自适应光学技术可以较好地解决这一问题，并已逐步走向实用化,总之，空间光通信是包含多项工程的交叉科学研究课题，它的发展与多种技术的研究和发展密切不可分。光电器件、激光技术和电子学技术的发展，为空间光通信奠定了物质基础,谢谢,the end,