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卫星激光通信是目前国际上通信领域研究的一个热点,而信号光源是通信端机系统中的一个重要功能模块。与其它波段的信号光源相比,800nm波段的信号光源在捕获传感器、星上环境考验、光学天线增益等方面具有很大的优势,但是800nm波段的信号光源却存在输出功率和调制速率之间的矛盾。本文针对这一难题,提出了一种高功率的信号光光源实现方案--“多激光器合束产生信号光”。为了证明该方案的可行性,本文设计搭建了验证系统。相对于当前其他信号光光源而言,该方案结构简单、有效。本文的研究工作主要包括3个部分:
⑴针对现有800nm波段,信号光光源对于大功率的要求,在对现有的技术进行分析的基础上,提出了光纤合束的方案。理论推导及仿真结果证明,光纤合束方案不仅可以实现多只激光器的功率合成,还能够改善输出信号光的远场分布。
⑵完成相关的电路和光学设计,搭建验证系统,实现了3只单管功率为40mW的半导体激光器光源的合束。实验结果证明直流情况下,合束后的信号光光源功率可以达到70mW,(系统效率58%);在一定的调制速率下,使用40%占空比的信号驱动,合束后的信号光光源功率可以达到24mW(系统效率52.6%)。
⑶对实验中得到的光束远场分布进行了测量,远场光斑的不均匀度小于17%。在实验结果的基础上对远场均匀分布的信号光进行了理论建模和仿真研究,本方案得到的信号光,在一定条件下,可以减小跟踪阶段的失锁概率,有效降低系统通信的误码率。