《大氣雷射通信中抑制強度閃爍新方法研究》是依託北京郵電大學，由吳國華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大氣雷射通信中抑制強度閃爍新方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳國華
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射通信是未來星地衛星通信的主要手段和重要發展方向，同時也是解決最後一公里瓶頸問題的有效方案。雷射在傳輸過程中由於湍流引起的光強起伏已經成為限制其通信距離和系統性能的主要瓶頸，如何有效抑制強度閃爍成為目前研究的重點和熱點。本項目正是基於上述背景，以探索雷射相干性＋偏振態對大氣湍流引起的強度閃爍的抑制機理，找到一種新的有效抑制強度閃爍新方法為最終目標而提出的一個帶有基礎性的研究課題。從推廣的惠更斯-菲涅耳原理和交叉譜密度矩陣出發，系統研究不同湍流情況下矢量部分相干光束的光束展寬，光束漂移和強度閃爍，並進一步研究雷射參數和大氣湍流參數對誤碼率，中斷機率的影響，提出系統最佳化標準。同時提出採用雷射束相干性＋偏振態抑制強度閃爍的理論方案。該課題的成功開展對改善大氣雷射通信系統性能具有十分重要的意義。
結題摘要
本項目致力於解決大氣雷射通信中的一些基本理論問題，即利用雷射“相干性和偏振態”來抑制大氣湍流引起的強度起伏。從推廣的惠更斯-菲涅耳原理和交叉譜密度矩陣出發，系統研究了水平傳輸路徑下部分相干光束的光束展寬機制。發現當部分相干厄米高斯光束的光束階數m，空間相干長度σ0和束腰寬度w0滿足下面表達式時： 。不同的部分相干厄米-高斯光束在遠場具有相同的光束展寬。同時還研究了光束相干性和偏振態對光束展寬和光束方向的影響。發現當光束的相干長度δxx，偏振度P(0)和束寬w0滿足某一條件時，會具有相同的遠場發散角，即： 。以矢量部分相干高斯光束為例，大氣湍流模型選擇通用的柯莫哥洛夫模型，系統研究了水平傳輸路徑下部分相干光束的光束光束漂移。基於平面波模型和套用於ABCD光學系統的拓展Rytov理論，我們推導出了適用於任意湍流強度下的信道相關係數的表達式，還得到了相關長度在強湍流條件下的近似表達式。系統研究了孔接收情形，部分相干光束的閃爍因子，即大氣湍流引起的強度起伏。
