用于太空通讯的混合微型发射器——设计、制作及性能

光通信领域内的研究还仅仅限于几个目前服役发射的卫星中。同RF(无线电波)通讯系统相比,光通讯可以获得较宽的带宽,从而使得飞船微型化,降低功耗。在该项目中,设计并制作了用在飞船上可实现传输速率为1Gbit/s的发射器。Matlab仿真结果表明,孔径为1cm时,BER能够达到10-9量级,在10km处峰值功率能够达到12mW。结果还表明,由于飞船震动,窄带激光束的通讯线路的性能会有所下降。为调整激光,设计并利用双面、体微机械加工工艺制作了可以用作可偏转反射镜的双轴微驱动器。反射镜采用填充有SU-8的V型槽来实现节点驱动。偏转是通过节点上的集成电阻性加热器使得聚合层热膨胀来实现的。结果表明,当温度在25～250℃范围内变化时,镜子会产生20～30°偏转。利用Pyrex7740制作的平板菲涅耳透镜来实现激光束的准直,还利用Com-sol软件实现了透镜的仿真,并给出了对于红光670nm的垂直腔面发射激光器的优化结果。该透镜是利用平版印刷和反应离子刻蚀工艺实现的。所有测试均在普通的实验室环境下进行,但最后考虑了太空环境的影响。