空间光通信广角接收馈源研究进展.doc

空间光通信广角接收馈源研究进展摘要:为了将光通信一些优越性能应用于空间光探测、空间光通信和民用个人通信,在目前光纤只有非常小的数值孔径的情况下,需要对微弱空间光信号进行广角接收,以便使接收角度达数十度、以致半个空间的光信号能进入光纤接收系统。然后可以对其中光信号进行光放大和处理。文章将空间光广角接收馈源分为传统接收馈源和耦合入纤接收馈源两大类,着重于讨论后者。前者由于受制于光学系统和传统滤波器对视场角的限制,其灵敏度和视场角难以同时得到提高。而后者有望解除这些限制,真正实现对微弱空间光信号的非扫描式广角接收,应该是今后的发展方向,具有广泛应用前景。空间光广角接收的实现将有力促进空间光通信、个人通信和光探测技术的发展,加大空间通信的带宽,对未来通信将产生不可估量的影响。关键词:空间光通信;广角接收馈源;耦合入纤接收 Abstract:municationsuchasopticalamplificationandprocessingtospaceopticaldetection,munication,itisnecessarytoreceiveweakopticalsignalsfromfree-spaceintoopticalfibersinsuchawideField-of-view(FOV).Inthatcase,FOVcanbeenlargedtotensofdegrees;andthen,,thisisnoteasybecausethefiber'-spacearecategorizedintoconventionalfeederandfiber-basedfeederinthispaper,,whoseFOVislimitedbytheopticalsystemandconventionalfilters,-basedfeeder,however,hasagreatpotentialtoeliminatethelimitationsintheconventionalfeeder,andtorealizeanon-,-munication,municationandspaceopticaldetection,munications;munication. Keywords:munication;wideFOVreceiverfeeder;fiber-basedfeeder 在星地光通信、自由空间光通信、室内光无线通信等空间光通信系统中,发射机和接收机之间为了建立一条有效的通信链路,往往需要将二者进行精确的对准和跟踪。由于星地光通信和自由空间光通信的通信距离长,而且易受天气(如大气湍流、薄雾等)影响、强辐射(宇宙辐射和太阳光)影响和基座振动影响等,其研究主要集中在消除天气影响、光谱滤波技术(如带宽极窄的原子滤波器等),以及复杂的捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统。而室内光无线通信的距离短,不受天气影响,因而人们发展了漫射光链接方案。漫射光链接方案采取广角发射、墙壁或天花板漫反射和广角接收技术,消除了发射机和接收机的对准问题,极大地方便了用户的使用。尽管精确对准的困难和ATP系统的复杂在很大程度上是由激光的高度方向性所致,接收机的视场角有限也是非常重要的原因[1]。扩展接收机的视场角则可以简化ATP系统的复杂性,加快对准和跟踪速度。而漫射光链接方案为了尽可能多地搜集被墙壁或天花板反射的漫射光,也要求接收机的视场角尽量宽。出于成本和安全的考虑,应该尽可能降低发射的激光功率,这要求接收机的灵敏度也应尽可能地高。提高接收机灵敏度最直接、最简单和最有效的方法是采用高灵敏度的光电探测器。然而,探测器的灵敏度是受器件水平限制的。在此限制条件下,人们试图通过对空间光接收馈源进行合理设计,以同时提高其灵敏度和视场角。本文介绍了国内外对空间光广角接收馈源的研究现状,分析了其