【摘 要】
：
通过实验研究了大气湍流信道下中轨道角动量(OAM)光束与高斯光束的传输性能,并将两种光束的传输性能进行对比.实验以加载调制信号的OAM光束以及高斯光束为传输载波,分别测量了在大气湍流信道下两种光束的光束展宽、指向偏差、功率抖动以及误码率.实验结果表明:在大气湍流信道中传输后,OAM光束相比高斯光束,光束展宽减少10.5％,功率抖动的方差下降0.13,指向偏差的散布圆直径减小30.4％,并且光束中心更集中于接收面中心;OAM光束载波系统的最低探测灵敏度达到-28.97 dBm,相比高斯光束提升2.5 dB.
【机 构】
：
长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022
论文部分内容阅读
通过实验研究了大气湍流信道下中轨道角动量(OAM)光束与高斯光束的传输性能,并将两种光束的传输性能进行对比.实验以加载调制信号的OAM光束以及高斯光束为传输载波,分别测量了在大气湍流信道下两种光束的光束展宽、指向偏差、功率抖动以及误码率.实验结果表明:在大气湍流信道中传输后,OAM光束相比高斯光束,光束展宽减少10.5％,功率抖动的方差下降0.13,指向偏差的散布圆直径减小30.4％,并且光束中心更集中于接收面中心;OAM光束载波系统的最低探测灵敏度达到-28.97 dBm,相比高斯光束提升2.5 dB.实验结果证明了在大气湍流信道传输中,OAM光束比高斯光束受到湍流的影响更小,并且随着湍流强度的增加,OAM光束恶化程度远小于高斯光束.实验的结论为大气湍流信道下自由空间激光通信的发展和应用提供了参考.
其他文献
基于Sagnac效应的谐振式微光学陀螺(Resonant Micro-Optical Gyros,RMOG)在集成化、小型化和灵敏度等方面具有巨大潜力,在微纳卫星姿态控制、机器人控制、医学诊断和检测仪器等领域中具有广阔的应用前景,成为近年来研究的热点.谐振微腔作为谐振式微光学陀螺的核心敏感元件,其光学特性与陀螺系统的性能息息相关,谐振腔的研究进展已经严重制约到谐振式微光学陀螺的发展,目前可以通过集成光学技术、微纳光学加工技术和新型材料的应用来减小谐振腔的重量和尺寸,降低成本和功耗,增加系统的可靠性和性能指
针对红外辐射计标定中的数据拟合问题,提出了一种基于PSO-AMLS算法的数据拟合方法.该方法结合了粒子群算法(PSO)和自适应移动最小二乘法(AMLS).采用的PSO算法可以实现自适应移动最小二乘法中参数的最优化,提高了红外辐射计的校准精度.区别于传统的应用于红外辐射计校准中的数据拟合方法,文中提出的基于局部近似的PSO-AMLS数据拟合方法,不仅可以得到红外辐射计输出电压与准直辐射源辐射之间的对应关系,而且在数据处理中通过灵活的数据处理机制,可以降低因拟合数据不均匀分布对拟合结果产生的不利影响.实验结果
利用纳秒脉冲激光器对典型金属材料在毫米级烧蚀光斑尺寸下的冲量耦合特性进行了实验研究.基于典型扭摆测量系统测量激光烧蚀产生的冲量特性,采用局部最小二乘法平移拟合的方法,对扭摆振动产生的微小位移实验数据进行了预处理,避免了噪声对冲量测量的干扰.设计了一种毫米量级烧蚀光斑尺寸测量方法.在此基础上,实验获得了毫米量级光斑辐照金属靶材Al 5A06、TC4、30CrMnSiA的冲量,研究结果表明,在相同能量密度的情况下,钛合金TC4对应的冲量最大,TC4获得的最大冲量耦合系数大于Al 5A06和30CrMnSiA,
近年来,在超表面中实现对电磁诱导透明的主动式调控引起了越来越多的研究兴趣.采用石墨烯-金属复合结构,设计并研制了一种新颖的调制策略,通过同时施加光泵和偏置电压改变石墨烯的电导率,在太赫兹波段实现了一种主动式电磁诱导透明超表面,其在透射窗口频率处的振幅调制深度可达73％.模拟和理论分析表明,其内在物理机理在于石墨烯对金属谐振结构的短接作用,石墨烯的电导率越大,短接效果越明显,谐振强度也越弱.该石墨烯-金属复合超表面为设计紧凑的主动式太赫兹光开关器件提供了一种实现途径,在太赫兹通信中具有潜在的应用前景.
为使观瞄系统以简单、紧凑结构实现探测、识别目标功能,选用光学补偿法设计紧凑型双视场可见光镜头.首先,根据视场、作用距离指标完成相机选型和焦距计算,依据已选相机像元尺寸和最低照度计算F数,并分析双视场光学系统的特点;其次,对比常规的光阑位置固定方案与光阑位置切换方案,得出后者在实现光学总长、最大通光孔径、变焦行程有效压缩的同时,可以实现更大的相对孔径和更好的像质;最终,选用光阑位置切换方案设计了由11片透镜构成,光学总长为150 mm,最大通光孔径为Φ42 mm,变焦行程为35.97 mm的紧凑型双视场可见
提出组合多决策准则的稀疏表示分类(Sparse Representation-based Classification,SRC)并在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)目标识别中进行应用.传统SRC通常在全局字典上对测试样本进行重构,分别计算不同训练类别对于测试样本的重构误差,最终根据最小重构误差的原则进行分类决策.然而,由于SAR目标识别问题的复杂性,单一决策准则往往对扩展操作条件的适应性不强,导致整体性能下降.为此,文中基于稀疏表示求解的系数矢量,分别采用最小重构误
数字剪切散斑干涉技术已被广泛应用于复合材料无损检测,但常规检测面积有限,难以完成大尺寸复合材料的缺陷检测.提出了一种投影辅助数字剪切散斑干涉大尺寸复合材料扫描检测方法,该方法基于数字剪切散斑干涉技术并利用辅助投影引入额外表面特征,通过分视场间投影图的单应性矩阵计算分视场间实物图和散斑干涉图的全局匹配和坐标统一,完成了投影图-实物图-干涉图的多视场扫描与匹配拼接,同时在单视场检测引入4f光路及超广角镜头扩大单次检测面积.实验结果表明:此扫描检测系统能够实现缺陷位置、尺寸较精确的测量,位置定位均方根误差为7.
光纤网络通信中异常信息的快速、准确识别是保证通信稳定的关键,随着光纤网络通信数据的激增,也成为了近年来的一个研究热点.文中结合异常信息识别算法的精度与收敛速度之间的制约机理,提出了基于贝叶斯分区数据挖掘的异常信息识别算法.首先,采用贝叶斯定量完成数据样本的特征分类,通过极大化分析修正先验概率;然后,依据异常信息的不同类型设置挖掘特征参数及概率化系数;最后,依据贝叶斯分区分别对样本数据进行具有针对性的数据挖掘.实验以光纤局域网的通信状态数据为样本,将该算法与人工神经网络算法和遗传算法的识别结果进行对比,计算
高损伤阈值的光学薄膜是高功率激光系统的关键器件.众多研究显示,纳米量级的缺陷是光学薄膜激光损伤的主要诱因,是制约光学薄膜向高损伤阈值发展的主要因素.基于有限差分时域方法分析了纳米大小的缺陷诱导SiO2光学薄膜的局部光场增强导致的激光损伤.结果 显示:缺陷的存在使SiO2单层薄膜的光场分布发生了变化,无缺陷的SiO2薄膜峰值光场位于膜层表面,而有缺陷的SiO2薄膜峰值光场位于缺陷与薄膜的边界处,光场增强了约2.3倍;同时缺陷诱导的光场局部增强不仅依赖于缺陷与膜层之间的相对折射率,而且也依赖于缺陷的大小、缺险
楼宇健康监测中对主体结构的整体应力场分布及其状态参数分析是在线状态评估技术的瓶颈性问题.为了全面地、连贯地反映建筑物的整体状态信息,搭建了一种面向建筑物主体结构的光纤传感网络,提出了一种将结构中应力场信息与整体位置偏移数据相对应的映射算法.算法根据材料力学和挠度理论将弯度矩阵用于应力场与位移场的换算.仿真分析了主结构体中水平梁与垂直梁在受到外部载荷时,其应力场的分布规律,从而为传感单元的铺设提供了量化依据.实验采用方形钢与工形钢模拟主结构,加载外部应力范围为200～1000 N,传感单元选用光纤光栅应变传