大氣激光通信系統(tǒng)光束多維度優(yōu)化技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.2 國內外研究現(xiàn)狀 3
1.3 本書主要研究內容 7
第2章 激光在大氣中傳輸?shù)奶匦?9
2.1 激光在大氣中傳輸?shù)幕纠碚?9
2.1.1 大氣湍流的形成 9
2.1.2 大氣折射率結構常數(shù) 12
2.1.3 大氣折射率起伏功率譜密度 14
2.1.4 光強閃爍 15
2.1.5 光斑漂移 17
2.2 激光在大氣中傳輸?shù)奶匦詫嶒炑芯?17
2.2.1 實驗設置 18
2.2.2 光強閃爍 21
2.2.3 到達角起伏 30
2.2.4 光斑漂移 38
2.3 本章小結 44
第3章 大氣對激光通信系統(tǒng)性能的影響 45
3.1 大氣對激光通信系統(tǒng)性能影響的基本理論 45
3.1.1 OOK調制誤碼率分析 45
3.1.2 中斷概率 47
3.1.3 平均容量 48
3.2 大氣對激光通信系統(tǒng)性能影響的實驗研究 49
3.2.1 實驗設置 49
3.2.2 大氣激光通信系統(tǒng)誤碼率測試 51
3.3 本章小結 55
第4章 激光光束多維度特性調控 56
4.1 基于液晶的相位調制技術 56
4.1.1 液晶的電控雙折射效應 57
4.1.2 液晶空間光調制器選取與使用 58
4.2 激光光束偏振態(tài)調制 59
4.2.1 光波偏振態(tài) 59
4.2.2 光波偏振度 62
4.2.3 基于液晶空間光調制器的光偏振態(tài)調控 62
4.2.4 激光偏振態(tài)調控實驗與結果分析 64
4.3 激光光束相干度調控 67
4.3.1 光波相干特性 67
4.3.2 光束相干特性調控原理 68
4.3.3 光束相干特性調控實驗與結果分析 69
4.4 激光光束相位特性調控 72
4.4.1 渦旋光束 72
4.4.2 基于液晶的渦旋光束產(chǎn)生原理 72
4.4.3 渦旋光束生成實驗 73
4.5 激光光束多維度復合調控及整形發(fā)射技術 75
4.5.1 束散角與相干度同時調控的基本原理 75
4.5.2 相干度與束散角調制實驗與結果分析 78
4.6 多參數(shù)高精度可控激光光源 82
4.7 本章小結 83
第5章 大氣湍流模擬裝置性能分析 85
5.1 大氣湍流模擬裝置原理及組成 85
5.2 湍流模擬裝置信道參數(shù)標定 86
5.3 湍流模擬裝置模擬穩(wěn)定性實驗研究 91
5.3.1 波長穩(wěn)定性 91
5.3.2 區(qū)域穩(wěn)定性 92
5.3.3 頻譜穩(wěn)定型 94
5.4 湍流模擬裝置模擬等效性實驗研究 95
5.4.1 實驗設置及基本原理 95
5.4.2 頻譜對比 97
5.4.3 概率密度對比 99
5.5 本章小結 101
第6章 不同初始特性激光光束受大氣湍流影響的研究 103
6.1 不同相干度激光光束受大氣湍流影響的情況研究 103
6.1.1 部分相干光束在大氣湍流中的傳輸理論 103
6.1.2 部分相干光束在大氣湍流中傳輸?shù)膶嶒炑芯?105
6.2 不同偏振態(tài)激光光束受大氣湍流影響的情況研究 108
6.2.1 不同偏振態(tài)光束在大氣湍流中的傳輸理論 108
6.2.2 不同偏振態(tài)光束在大氣湍流中傳輸?shù)膶嶒炑芯?112
6.3 不同拓撲電荷數(shù)渦旋光束受大氣湍流影響的情況研究 115
6.3.1 不同拓撲電荷數(shù)渦旋光束在大氣湍流中的傳輸理論 115
6.3.2 不同拓撲電荷數(shù)渦旋光束在大氣湍流中傳輸?shù)膶嶒炑芯?117
6.4 本章小結 120
第7章 光束優(yōu)化的激光通信系統(tǒng)大氣信道性能實驗研究 122
7.1 實驗系統(tǒng)及方案 122
7.1.1 實驗鏈路 122
7.1.2 實驗系統(tǒng) 123
7.1.3 實驗方案 125
7.2 實驗結果與分析 126
7.3 本章小結 128
第8章 總結和展望 129
參考文獻 134
彩圖