一种空潜蓝绿激光通信双盲均衡方法

空潜蓝绿激光通信系统容易受到信道多径效应的影响,从而发生码间干扰,严重影响系统性能。通过对空潜蓝绿光通信系统信道进行剖析,基于蓝绿激光衰减特性和时域展宽特性,将可变步长恒模分数间隔均衡算法和判决导向最小均方算法相结合,提出了1种适合空潜蓝绿激光通信的双模盲均衡方法。所提方法相较于CMA盲均衡、CMA+DD-LMS均衡以及CLMS均衡等常规均衡方法,能够获得更小的均方误差和更快的收敛速度,具有更好的均衡性和抗噪声性能,可有效提高系统性能。当系统误码率为10-4时,性能最高可提升约1.8 dB。

光束发射参数对蓝绿激光海洋传输特性的影响

蓝绿激光位于海水低损耗窗口区,由于水体吸收和散射,光束在水下传输将发生时空扩展和波形畸变。基于蒙特卡罗仿真分析了蓝绿激光海洋传输特性,特别是激光发射参数对接收光场分布的影响。提出通过调节发射端的光束发射参数,对发射光束进行预聚焦,可在一定程度上抵消水体传输引起的光束扩散影响。分析和仿真结果表明,IB水体中,当预聚焦角度与水体小角度散射特征值相当时,可在设计汇聚距离前形成一段光束扩散缓慢的平坦传输区域;当预聚焦角度大于小角度散射特征值的2倍时,可在设计聚焦距离附近形成汇聚效果;预聚焦角度越大,汇聚效果越明显;水体变差时,相应有效汇聚距离变短。研究成果为调控蓝绿激光信号在海水的传输特性提供了一种新的思路。

重频XeF蓝绿激光技术

利用表面放电光泵浦技术,研制了重频XeF(C-A)激光器,运行频率达到10 Hz。研究了运行频率、气体流量对激光输出能量稳定性的影响,分析了影响输出稳定性的主要因素,实验结果表明,提高气流量可有效改善重频输出能量的稳定性。同时,还给出了优化实验条件下不同运行频率连续20个脉冲较为理想的输出结果。运行频率分别为1,2,5 Hz时,输出能量稳定性较好,输出能量大于4.0 J;气流量大于53 L/s时,10Hz重频运行的输出稳定性已显著提高,平均输出能量也达到1.8 J。

蓝绿激光对潜通信光信道的研究

在蓝绿激光对潜通信系统中 ,不同传输信道对通信能力和通信距离都有不同程度的影响 ,根据这个特点 ,分析传输信道特性和背景辐射 ,理论计算与实地实验表明 :系统在 类海区实现 10 0 m以上深度的通信是可能的 ;通信深度与单脉冲能量 Ep 成非线性关系 ,在通信距离不大时通信深度随 Ep 增大而增大 ,当通信深度达某一深度时 ,通信距离不再随 Ep

水下与空中平台蓝绿激光通信关键技术研究

研究瞄准水下大型作业平台与空中平台间通信的需求,利用海水光学窗口—蓝绿激光波段来建立水下与空中平台的通信链路,提供一种通信速率高的直接通信技术手段。建立一套水下平台与空中平台之间的蓝绿激光通信的演示系统,实现我国典型海域水下80 m与空中2000 m平台进行通信,通信速率大于2.5 kbps,通信误码率小于1×10-5。获取激光通信的信道特征和激光传输规律,为研制水下平台与空中平台通信的实际系统奠定技术基础。在充分研究激光束在海水、海气界面的传输特征的基础上,采用PPM调制和RS编码技术将信息高速调制短脉冲绿光全固态激光器,利用水下发射系统发射出海面,安装在空中平台上的激光通信接收终端根据预先已知的水下发射系统位置,将接收系统指向海面,获取水下发出的激光,通过信息解调解码来提取信息。设计和研制出电光调Q的高重复频率全固态激光器,通过特殊设计的光学系统,激光器输出光束变换分布使得海浪影响最小化。通过优化设计的接收光学系统,实现大视场、窄带和高灵敏度接收,采用软件解调解码方式获取信息。水下发射系统利用海床基实现沉底作业,最大放置深度大于80 m,通过复合电缆和光缆与船载控制设备联接,实现供电和控制。接收系统安置在直升机,空中飞行高度2189 m。除了开展蓝绿激光通信技术研究、信道特征研究外,还突破高重复频率蓝绿全固态激光器技术、宽视场窄带接收技术、高速信号调制编码和低误码率信号解调解码技术等关键技术,同时开展海上试验,获取试验数据。研究成果可以直接应用到空中平台与水下平台间的通信系统,为空中平台与水下作业平台之间增加一种快速的通信手段,可以应用于海洋水下监测平台、传感网络和水声通信节点等的数据传输。研究成果可以应用于构建海洋立体通信网络体系,同时,研究所衍生出的蓝绿激光技术、微弱信号探测等技术,也可应用到机载激光遥感、海洋水下激光探测以及深海资源探测技术中。

红外激光泵浦掺稀土固体材料直接输出蓝绿激光

介绍利用红外或红色激光泵浦掺稀土固体材料直接输出蓝绿激光的途径和研究进展;较为详细地介绍了红外激光泵浦掺稀土非线性激光晶体通过自变频过程,以及红外激光泵浦掺稀土固体块状、光纤和微珠材料通过频率上转换过程实现蓝绿激光输出的研究结果,并与其它输出蓝绿波段激光的器件和方法进行比较,着重对比分析了YAl3(BO3)4,GdAl3(BO3)4,Ca4YO(BO3)3和Ca4GdO(BO3)3等典型的非线性激光基质晶体以及氟化物光纤等典型的上转换激光介质材料。对该领域目前面临的主要问题和发展方向进行了探讨。

蓝绿激光水下通信技术综述

蓝绿激光水下通信技术涵盖了光学工程、通信工程、海洋工程等众多技术领域,需要多学科、多专业的技术有效综合。目前,国内外的研究主要集中在调制/解调和编/解码技术方面,以及水下信道的模型建立与模拟。水下光信道的数学物理模型,主要用"蒙特卡洛"方法模拟,也取得了一定的成果,但是,建立较为理想的水下光信道模型尚需时间;调制/解调技术和编/解码技术,要多借鉴星地激光通信研究中的一些方法,随时把最新技术引入水下光通信领域,加以改进、吸收;重点发展微型及小型耐压水密舱技术,有利于蓝绿激光水下通信组件的多平台移植;借鉴水声学领域的研究成果;并期待光学、声学及电磁学等领域的新理论、新方法和新试验的突破。

蓝绿激光束在海水中光斑扩散规律的研究

从蓝绿激光束在海水中的散射和吸收规律出发,运用能量守恒定律,研究了蓝绿激光束在海水中的能量扩散过程,导出了篮绿激光束光斑大小随海水水质参数和深度变化的解析公式,详细讨论了光斑大小与衰减系数和海水参数之间的关系,对已有的解析公式进行了有效地修正,对已取得的实验数据进行了正确阐释.研究结果对海洋探测和海洋激光雷达的研制有一定参考意义.

条纹管蓝绿激光雷达水下成像技术

从条纹管工作原理、条纹管激光雷达构成及条纹管的技术要求等几方面进行了技术方面的概述。并介绍了所研制的条纹管,其各项指标能够满足制备激光雷达的基本要求。

基于背景分析的蓝绿激光探测信号检测

针对机载海洋激光探测系统接收信号中噪声的非平稳性及与信号的相关性问题,文中利用局部相关特性建立了一种广义空间相关模型,把与信号相关的噪声转化为独立于信号的加性噪声,提出了一种基于背景分析的三重相关检测弱小信号的方法,实验结果表明该方法是一种抗噪性能强。

重频XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF_2浓度的监测与控制

介绍了采用光谱吸收法实时监测重复频率XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF2气体浓度的原理和控制XeF2气体浓度的方法;给出了监测窗中XeF2气体浓度与激光器气室中的XeF2气体浓度之间的关系,获得了在不同主/载气路气流量条件下激光器气室中XeF2气体浓度值,通过调节主/载气路的气流量实现了对激光器腔室内XeF2气体浓度的控制,保证了XeF(C-A)蓝绿激光器1 Hz重频运行。

蓝绿激光探测水下目标的脉冲传输统计模拟及回波特性初步研究

文中给出了用蓝绿激光脉冲探测水下目标时的回波特性初步研究结果，所用的方法是对激光脉冲在海水中的传输作蒙特卡洛统计模拟。研究表明，位于目标上方空中的接收机收到的回波脉冲功率随着目标物水深的增加而呈指数下降，但随目标物反射的增加而增加。水体对激光的多次散射增强了回波脉冲功率，但也使脉冲明显变宽。

Be基蓝绿激光器载流子约束的LCAO理论研究

本征的强离子性，使ZnSe基半导体蓝绿激光器易于形成堆垛层错等退化缺陷，严重地影响了器件的寿命。人们便开始将注意力投向离子性较低的Be基化合物，希望用Be基Ⅱ-Ⅵ族材料取代ZnSe基材料，抑制蓝绿激光器的退化。要研制半导体激光器，电学限制层对发光活性层中载流子的约束能力（即能带的offset值）是最重要的基本参数之一。由于对Be基化合物的了解十分有限，本文从基本的原子参数出发，用原子轨道线性组合（LCAO）理论计算了所有Ⅱ-Ⅵ族化合物价带顶的相对位置，结合带隙的实验值，给出了Ⅱ-Ⅵ族化合物导带底的相对位置。简要分析了二元化合物用于BeTe中载流于约束的可能性。根据虚晶近似，用插值方法计算了与GaAs匹配的Be基四元合金相对与BeTe价带、导带的offset。对各四元合金的特征进行了分析对比，讨论了Be基四元合金用作我流子约束层的可能性。为制作Be基半导体蓝绿激光器提供了能带剪裁的理论依据。

机载蓝绿激光水下目标探测技术的现状及前景

海洋中存在一个类似于大气中存在的透光窗口 ,即海水对波长在 0 .47～ 0 .5 8μm波段内的蓝绿光比对其他光波段的衰减要小很多 ,可以用于水下目标的测量和通信。介绍了机载蓝绿激光水下目标探测技术的原理 ,探讨了蓝绿激光水下探测技术在军事和民用两方面的重要应用 ,全面描述了目前世界上已经出现的机载蓝绿激光水下目标测量系统的技术指标 ,并预测其未来的发展趋势。

蓝绿激光在水下航行器导航中的应用展望

针对水下航行器导航的薄弱环节,提出运用蓝绿激光的特殊性质,从远程水下航行器自身出发,对以海底地形匹配导航作为惯性导航的补充的导航方式进行了讨论.

基于FPGA加密的水下蓝绿激光安全通信装置

蓝绿激光具有波长短、能量高、易于水下传输、抗干扰能力强等特点,近年来在军事领域逐渐崭露头角。为了探索蓝绿激光安全通信问题,设计一款基于FPGA加密的水下蓝绿激光通信装置。该装置由数据加解密设备和激光收发设备组成,以蓝绿激光为载体,通过将AES算法嵌入到FPGA芯片中实现通信数据的128位芯片级加解密。实验结果表明,该装置能够满足水下通信的稳定性、实时性以及安全性的要求,验证了蓝绿激光在水下安全通信的可行性。

XeF(C-A)蓝绿激光对可见光面阵CCD软损伤的实验研究

建立了脉冲激光辐照CCD器件实验平台,采用XeF(C-A)蓝绿激光辐照可见光CCD,获得CCD出现软损伤(局部饱和、全饱和、串扰及致眩)的激光能量密度阈值或量级及对应的CCD图像,用饱和面积法分析了蓝绿激光对CCD的软损伤效应。

大气信道对蓝绿激光传输影响的分析

文章分析了大气衰减、大气湍流及大气折射对蓝绿激光的影响,在大气折射率球面分层模型基础上,提出了折射率均匀分层的球面模型,仿真分析了大气折射对蓝绿激光的影响,根据大气光路方程得到了蓝绿激光在大气信道传输特性。

海洋混合悬浮颗粒对蓝绿激光的散射特性研究

激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响,而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的,但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的,因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、悬浮泥沙、碎屑、悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象,充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况,构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数,分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响,同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。数值结果表明,当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时,平均散射系数越大,而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时,平均吸收系数增大,由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中,悬浮泥沙对光散射作用影响最大,悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。随着悬浮颗粒物浓度的增大,混合粒子的单次反照率保持不变,由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大,散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大,悬浮颗粒物的前向散射较强。该工作对蓝绿激光在海水中传输、信道建模,水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。

Be基Ⅱ-Ⅵ族四元合金对蓝绿激光器发光层载流子的限制作用

ＺｎＳｅ基激光器的退化缺陷（特别是层错缺陷）严重地影响了长寿命器件的获得．人们开始将注意力投向离子性较低的Ｂｅ基化合物，希望Ｂｅ的加入能有效地改善器件的性能．由于对Ｂｅ基化合物的了解十分有限，本文从基本的原子参数出发，用原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）方法计算了Ｂｅ－Ⅵ化合物及其他Ⅱ－Ⅵ族化合物价带的ｏｆｓｅｔ．结合带隙的实验值，给出了Ⅱ－Ⅵ族化合物导带的ｏｆｓｅｔ．粗略分析了Ｂｅ基二元化合物用于ＺｎＳｅ载流子限制的可能性．根据虚晶近似，用插值方法计算了Ｂｅ基四元合金相对于ＺｎＳｅ价带、导带的ｏｆｓｅｔ．讨论了Ｂｅ基四元合金用作活性层和载流子限制层的可能性．