基于偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的與意義 2
1.3 國內外研究現(xiàn)狀 3
1.3.1 空間激光通信技術研究與應用概況 3
1.3.2 激光偏振調制技術相關研究與應用國外研究概況 21
1.3.3 激光偏振調制技術相關研究與應用國內研究概況 27
1.4 主要內容及結構安排 31
第2章 基于偏振移位鍵控的大氣激光通信系統(tǒng)原理 35
2.1 引言 35
2.2 基于偏振移位鍵控的大氣激光通信系統(tǒng)的組成 36
2.3 CPolSK調制在大氣激光通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢 39
2.3.1 通信系統(tǒng)收發(fā)端無需坐標軸對準 39
2.3.2 調制信號抗干擾性強 42
2.4 基于PolSK的大氣激光通信系統(tǒng)的關鍵技術 46
2.5 本章小結 49
第3章 激光信號偏振移位鍵控調制技術 51
3.1 引言 51
3.2 激光偏振特性描述 52
3.2.1 光波偏振態(tài) 52
3.2.2 光波偏振度 54
3.3 偏振移位鍵控技術原理 55
3.4 大氣激光通信系統(tǒng)中的強度調制與偏振調制性能比較 57
3.4.1 各種激光強度調制方式介紹 57
3.4.2 調制方式性能分析 59
3.5 基于鈮酸鋰晶體的偏振態(tài)調制技術 65
3.6 本章小結 69
第4章 大氣信道中GSM光束的偏振傳輸特性 70
4.1 引言 70
4.2 大氣信道的湍流效應 71
4.2.1 大氣湍流的形成 71
4.2.2 大氣折射率結構常數(shù) 74
4.2.3 大氣折射率起伏功率譜密度 76
4.3 大氣湍流對激光傳輸?shù)挠绊?77
4.4 部分相干、部分偏振的GSM光束偏振傳輸特性研究 78
4.4.1 相干性和偏振性統(tǒng)一理論 78
4.4.2 GSM光束在湍流環(huán)境中的傳輸公式 79
4.4.3 GSM光束在湍流環(huán)境傳輸?shù)钠裉匦匝芯?82
4.5 湍流環(huán)境激光偏振傳輸特性半實物仿真研究 88
4.5.1 大氣湍流模擬裝置介紹 89
4.5.2 湍流環(huán)境激光偏振傳輸特性半實物仿真系統(tǒng)組成 90
4.5.3 半實物仿真結果分析 92
4.6 本章小結 95
第5章 基于CPolSK的大氣激光通信系統(tǒng)半實物仿真 96
5.1 引言 96
5.2 偏振移位鍵控系統(tǒng)與OOK系統(tǒng)性能對比 96
5.2.1 偏振移位鍵控與OOK通信系統(tǒng)構建 96
5.2.2 性能分析 98
5.3 高速CPolSK通信系統(tǒng)的仿真研究 103
5.4 基于CPolSK的大氣激光通信系統(tǒng)半實物仿真研究 106
5.5 本章小結 108
第6章 基于液晶可變相位延遲器的偏振激光源 110
6.1 引言 110
6.2 影響激光器輸出光束偏振特性改變的因素及對PolSK系統(tǒng)的影響 111
6.2.1 影響激光器輸出光束偏振特性改變的因素分析 111
6.2.2 激光源輸出光束偏振特性改變對CPolSK系統(tǒng)性能的影響 114
6.3 基于液晶可變相位延遲器的偏振激光源 117
6.3.1 基于液晶可變相位延遲器的偏振激光源系統(tǒng)組成及工作原理 117
6.3.2 基于液晶可變相位延遲器的偏振激光源性能測試 119
6.4 基于液晶的激光偏振參數(shù)控制技術 121
6.4.1 液晶的電控雙折射效應 122
6.4.2 基于液晶的光波偏振態(tài)控制技術 123
6.5 傅里葉分析法激光偏振參數(shù)測量技術 126
6.5.1 激光偏振特性的斯托克斯參量表征 126
6.5.2 傅里葉分析法偏振參數(shù)測量 126
6.6 本章小結 129
第7章 相干度精確可控的部分相干激光源 131
7.1 引言 131
7.2 部分相干光基本理論 131
7.2.1 空間-時間域互相干函數(shù) 131
7.2.2 空間-頻率域的交叉譜密度函數(shù) 132
7.2.3 空間-頻率域的交叉譜密度矩陣 132
7.2.4 GSM光束 133
7.3 GSM光束產生實驗原理 134
7.3.1 毛玻璃法 134
7.3.2 空間光調制器法 135
7.4 GSM光束生成實驗系統(tǒng) 137
7.4.1 實驗系統(tǒng)原理框圖 137
7.4.2 GSM光束的生成 137
7.4.3 光束相干度檢測 138
7.5 本章小結 139
第8章 結束語 140
8.1 主要研究內容 140
8.2 主要創(chuàng)新點 143
8.3 未來展望 143
參考文獻 145
附錄 150