氟化镁微瓶腔光频梳光谱分析及优化

氟化镁微腔光频梳具有体积小、功耗低、光谱覆盖范围广、色散可调控的优势,在光通信、中红外光谱等领域有着潜在应用前景.本文研究了氟化镁回音壁模式微瓶腔平台产生的光频梳光谱特性.为了优化氟化镁微瓶腔光频梳的光谱分布,利用有限元法迭代求解了瓶腔结构在不同曲率和轴向模式下的二阶色散及高阶色散,通过分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程仿真了不同轴向模式激励下的光频梳光谱演变过程.结果表明,在最佳曲率半径下通过低阶轴向模式激励可以实现宽带范围的近零反常色散调谐,而高阶轴向模式将导致微瓶腔呈现弱正常色散.在低阶轴向模式下较弱的反常色散使光频梳的带宽得到展宽,证明了三阶色散和负的四阶色散可以展宽克尔孤子光频梳;在高阶轴向模式下弱正常色散抑制了克尔光频梳的产生,拉曼光频梳占主导地位.在适宜的泵浦条件下通过调控微瓶腔的轴向模式可以实现克尔孤子光频梳和拉曼光频梳的选择性激发.本文工作的开展将为氟化镁微腔色散设计及宽带克尔孤子光频梳、拉曼光频梳实验调控提供指导意义.

一种二维光CDMA地址码的构造及实现方法

对光正交码 (OOC)的特性和二维地址码的构造方法进行研究 ,介绍了一种用于 OCDMA系统的二维时间 /频率组合码的构造方法 ,分析该地址码的自相关和互相关特性 ,以及该地址码的实现方法。分析结果表明 ,由单极性码OOC构造而成的二维时间 /频率组合码OOC/OOC不仅具有良好的自相关和互相关特性 ,而且可以通过采用光纤布拉格光栅编解码器和阵列波导光栅编解码器实现快速。

卫星振动对星间光码分多址系统性能的影响

卫星振动是影响星间光CDMA通信系统性能的一个重要因素.考虑多用户干扰、背景光噪音、热噪音、接收机噪音和卫星振动,给出了基于PPM信号格式的星间二维光CDMA通信系统的系统模型.采用数值分析的方法,详细分析了卫星振动对该系统误码率性能的影响.结果表明,码速率、通信波长和卫星振动都会影响星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.当卫星振动标准偏差σ≤4×10-7时,卫星振动对系统误码率性能的影响较小;当卫星振动标准偏差σ≥1.2×10-6,卫星振动对系统误码率性能的影响很大,得到的误码率难以满足系统的通信要求,需要采用卫星振动抑制或补偿等技术提高星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.

阵列波导光栅在二维光CDMA系统中的应用研究

分析了二维光CDMA系统及系统中采用的地址码的特点,介绍了阵列波导光栅(AWG)的功能,给出了三种基于AWG的二维光CD MA编解码器的结构及其工作原理。最后以二维光正交码为例,分析了采用AWG编解码器的二维系统的性能.结果表明,AWG编解码器可以实现多波长二维光CDMA系统中地址码的快速编解码功能,使系统容量达到Tbit/s量级。

量子通信及其应用前景

量子通信是近几年发展起来的新兴学科,具有巨大的潜在应用价值和重大的科学意义。介绍了量子通信的主要组成部分;分析了量子通信的保密、大容量、远距离传输等特点;对量子通信的应用前景进行了一定的探讨。量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用,而且会极大地促进国民经济的发展。

大气闪烁对无线光CDMA通信系统性能的影响

将光CDMA技术应用到无线光通信中。提出了基于脉冲位置调制的二维大气无线光CD-MA通信系统,并分析了该通信系统的性能。考虑多用户干扰、APD噪声以及热噪声等干扰因素的影响,采用数值分析的方法,详细分析了大气湍流引起的大气闪烁对二维无线光CDMA通信系统误码率的影响。结果表明,大气闪烁是影响二维无线光CDMA系统误码率性能的一个重要因素;当大气闪烁的对数方差较小(如s2σ=0.1)时,该系统可以实现高速率通信;当大气闪烁的对数方差较大(2sσ≥0.2)时,在有限的光功率条件下,该系统难以实现通信,需要采用信道编码技术来提高系统的误码率性能。

AWG在谱域幅度编码光码分多址系统中的应用研究

分析了谱域幅度编码的光CDMA通信系统的特点及其对编解码器的要求,根据阵列波导光栅的复用和解复用功能,设计了用于该通信系统中的两种阵列波导光栅编解码器。基于修正素数码MQC码,考虑接收机的热噪声和散弹噪声,采用数值分析的方法,研究了谱域幅度编码的光CDMA系统的通信性能。分析结果表明,由于AWG编解码器可以提供足够多的波长数,基于AWG编解码器的谱域光CDMA通信系统具有很好的误码率性能,可以同时容纳更多的用户数。

空间光CDMA系统研究

阐述了光CDMA技术的通信原理及其特点,介绍了光CDMA技术应用在空间光通信中的重要性。提出了空间光CDMA系统方案,详细分析了系统中地址码的构造、编解码器的准直、多用户检测、光束准直等关键技术。

SAC-OCDMA系统中AWG的应用及串扰分析

概述了阵列波导光栅的特点及其在谱域幅度编码的光码分多址通信系统中的应用。基于地址码M序列,采用数值计算的方法,分析了阵列波导光栅的串扰对谱域幅度编码的光码分多址通信系统误码率性能的影响。结果表明,当阵列波导光栅的串扰较小时(Rc=-27dB),谱域幅度编码的光码分多址通信系统具有较好的性能;而当其串扰较大时(Rc=-20dB),谱域幅度编码的光码分多址系统的性能明显恶化,成为影响谱域幅度编码光码分多址通信系统性能的一个重要因素。

一种基于光纤布拉格光栅的新型多址干扰消除方案

在强度调制、直接探测的光码分多址(CDMA)通信系统中,为了有效克服并发用户数之间的多址干扰,提高系统的通信性能,根据组信息,针对由光正交码(OOC)和修正素数码(MPC)构成的扩时/跳频地址码MPC/OOC,提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的多址干扰消除方案,并详细分析了采用这种多址干扰消除方案的光CDMA通信系统的性能。结果表明,这种基于光纤布拉格光栅的多址干扰消除方案,可以很好地消除光CDMA通信系统中的多址干扰,提高系统的用户数和误码率性能。

跟瞄误差对星间光码分多址系统性能的影响

为了研究星间光CDMA(codedivisionmultipleaccess)通信系统的性能,分析了跟瞄误差对系统误码率性能的影响。考虑多用户干扰、跟瞄误差和接收机噪声,给出了该通信系统的系统模型,并数值分析了跟瞄误差为不同值时误码率随接收光功率的变化关系。结果表明,跟瞄误差较小时可以实现高码速率通信,当跟瞄误差较大时,该通信系统难以实现通信,需要采用信道编码和新的接收技术来提高通信系统的性能。

星间二维光CDMA系统方案及性能分析

为了充分利用星间光通信的丰富带宽,提出并设计了星间二维光CDMA系统方案。考虑背景光、多用户干扰、APD接收机噪声及热噪声,给出了星间二维光CDMA通信系统的系统模型。采用数值分析的方法,分析了该通信系统的误码率性能。结果表明:星间二维光CDMA通信系统易受多用户干扰、码速率以及背景光等因素的影响;通过合理的设计各种参数,在星间二维光CDMA通信系统中可以获得多用户、高数据速率的通信性能。

高码率空间OCDMA通信技术实验研究

空间OCDMA技术能够充分利用空间光通信提供的带宽,提高空间光通信系统的性能。文章简要介绍了OCDMA通信技术的基本原理及其特点,给出了1550nm波段空间OCDMA通信系统实验方案,建立了基于光纤布喇格光栅编解码器的空间OCDMA通信实验系统,并在室内测量了该实验系统的通信性能。

星载FC-SE光总线体系结构及吞吐量研究

介绍了航空光纤总线FC-AE总线等总线特点及应用现状,分析了星载CAN总线、MIL-STD-1553B总线等数据总线特点及发展需求。基于FC-AE总线,研究了一种兼容MIL-STD-1553B总线的星载FC-SE光总线技术方案、体系结构、协议特点及服务类别,分析了星载FC-SE光总线方案的吞吐量性能。星载FC-SE光总线既可以充分发挥光总线的宽带宽优势,又可以充分兼容现有MIL-STD-1553B低速总线,有效满足卫星载荷多业务、多速率总线技术发展需求。

液晶光学相控阵的双波束成形和2维扫描技术

为了在光学相控阵中实现双波束成形和2维扫描,以玻璃作为基底材料,以液晶作为移相介质,利用液晶的电控移相特性,对入射光束进行双波束成形和相控空间扫描;采用现场可编程门阵列芯片对液晶驱动芯片进行波控数据发送,完成对液晶移相阵列的电压驱动,从而达到电控光束扫描功能,完成单个透射型液晶光学相控阵组件的研制;利用该组件的电控光束扫描功能,采用多个组件级联的方式,实现基于透射型液晶光学相控阵组件的双波束成形和2维扫描技术。结果表明,该系统能够实现双波束独立偏转控制,以及高精度的空间2维偏转。

液晶光学相控技术在卫星通信多接入中的应用

在空间激光通信、组网过程中,为了能够实现一颗卫星终端对多颗卫星终端的物理光束接入,从而使得一颗卫星能与多颗卫星实现数据分发、路由、交换等组网功能,对卫星激光通信捕跟过程中存在的多终端物理接入方法进行了研究。在基于液晶光学相控阵多波束生成能力和多波束赋形的理论基础上,设计了一种新型的多终端接入方法。该方法的核心是利用液晶光学相控阵的多波束生成与控制能力实现对多个终端的接入。对光束在远场光斑的位置信息以及接入过程中的衍射效率和能量损耗情况进行仿真来验证该方案是否满足空间激光通信终端接入要求。仿真结果发现接入过程中的衍射效率大于80%,能量损耗小于1 d B,表明该方案有效可行。

光通信中一种有效的差分脉冲位置宽度调制

考虑脉冲位置调制(PPM)在解调时需要严格的时钟同步和符号同步,而且功率越高,时隙越窄的问题,结合差分脉冲位置调制(DPPM)和脉冲宽度调制(PWM)提出了一种有效的调制方式——差分脉冲位置宽度调制(DPPM+PWM)。研究了采用DPPM+PWM的红外通信系统在加性高斯白噪声干扰下的性能,对DPPM+PWM的符号结构、发射功率、带宽需求、传输容量以及误包率等特性进行了分析,并通过仿真与开关键控(OOK),PPM,PPM等调制方式进行了比较。结果表明DPPM+PWM频带利用率高,传输容量大,不需要符号同步,且增加了脉冲信号的长度,大大简化系统实现,是一种很有实际应用价值的调制方式。

多普勒效应下星间光通信系统的仿真性能分析

构建卫星光通信系统的仿真模型,在不同信道传输环境下,对相干和非相干检测下的卫星光通信系统性能进行了分析比较。结果表明:在具有相同的轨道的星间光链路之间,由于相对速度恒定,不存在多普勒效应,采取相干检测下的系统误比特率要小于非相干检测下的系统误比特率;当卫星处于不同的轨道时,存在多普勒效应,相干检测下的系统误比特率要远远大于非相干检测下的系统误比特率;在现有的条件下,当存在多普勒效应时,宜采用非相干检测来进行检测解调。

基于R-S码的二维OCDMA系统研究

根据R-S码构造了一种二维码,并按johnson边界条件研究了1===lllca的二维R-S码的码容量,分析结果表明,构造的码渐近为最优码;在只考虑多用户干扰的理想条件下,分析了多波长R-S码的二维OCDMA系统的误码率性能,得到了不同素数p构造的二维R-S码的误码率和并发用户数的关系曲线,为二维OCDMA的进一步研究提供了理论依据。

W-OCDMA系统中MPC/OOC二维码的构造及实现

基于光正交跳频码构造原理,分别用改进素数码和光正交码为时域扩频模式和频域跳频模式,并构造了适用于无线光码分多址系统的调整数码/光正交码二维组合码。和现有二维码相比,该组合码容量大,通过有规律的分组,每组内码字具有良好的相关性,同时组内具有较大的码容量。该构造方式易于实现,对构造实例设计了可调谐光纤布拉格光栅编解码器。