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采用激光为信息载波建立卫星之间的激光通信链路,是解决目前微波通信系统传输速率和传输容量瓶颈问题的最佳解决方案,并且由于激光通信星载光终端体积小、通信链路保密性强等优点,促使各航天大国如美国、日本、德国、法国等国家相继开展卫星激光通信技术的研究,已经相继实现了星间链路、星地链路的科学实验,并积极推进其商用化。差分相移键控(DPSK)调制/解调通信方案已经成功应用于地面光纤通信系统中,并且已经走向商用化。与强度调制/直接探测(IM/DD)相比,在使用平衡接收的条件下,相同的误码率对光信噪比(OSNR)的要求降低了3dB,即探测灵敏度提高了3dB;与相干探测系统相比,有着与之相媲美的高灵敏度探测能力、接收机结构相对简单容易实现、采用密集波分复用技术(DWDM)可进一步增加传输容量等优点,故DPSK调制/自差探测通信体制成为卫星激光通信高速大容量传输最具发展潜力的方案之一。在DPSK调制信号中,是利用前后相邻码元的相对载波相位值来承载信息的,需要光解调器将前后比特的相位差信息转换成振幅信息,再进行直接探测,因此DPSK信号的解调技术是DPSK格式通信系统关键技术之一,一般的解调方法是采用1比特延迟线干涉仪。以往,这种1比特延迟的干涉仪设计都是基于全光纤或者平面波导Mach-Zehnder干涉仪来实现的,这两种设计最主要的问题都是对温度变化极为敏感,输出不稳定。本文提出了两种温度稳定性较好的延迟线干涉仪解调器设计方案,完成的主要研究工作包括:介绍了DPSK信号调制解调的原理及信号的探测,并对其进行统一的数学分析。提出双芯光纤型延迟线Mach-Zehnder干涉仪解调器设计方案,并对其温度特性进行了理论分析;提出了一种有加热设计的空间延迟线Michelson延迟干涉仪解调器设计方案,对无源器件工作性能参数进行了理论分析,实际研制出了该解调器,并对其性能参数进行实验测试和标定。结果表明其主要参数与市场同类器件相比具有一定优势;搭建了一套Back-to-Back DPSK调制/自差探测光纤通信系统,并将所研制的解调器应用于该系统中,完成了40Gbps的高速解调速率。解调后的OSNR眼图与国外同类产品相比,具有相媲美的优势。本文的研究对DPSK调制/自差探测体制的信号解调有着极高的应用价值,并对地面光纤DPSK通信系统信号解调也极具实用化前景。