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內容簡介

　　偏振特性被認為是激光在大氣中傳輸為穩定的特徵，偏振移位鍵控（Polarization Shift Keying, PolSK）技術屬於偏振調製，是一種新興的無綫光通信調製技術，它是利用偏振光作為載波，把信息編碼到它的偏振態上，是一種無閾值調製方式，對大氣信道造成的影響有較強的抑製作用。因此，對基於偏振移位鍵控的偏振編碼技術的研究將為提高空間光通信係統綜閤性能提供新方法與新途徑。
　　《基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術》對基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統的原理及關鍵技術進行瞭深入研究與探討。《基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術》共分六個部分，分彆係統介紹瞭空間激光通信技術及激光偏振調製技術的發展現狀、基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統組成和工作原理、激光信號偏振移位鍵控調製技術的原理和實現方法、大氣信道中GSM光束的偏振傳輸特性、基於圓偏振移位鍵控的大氣激光通信係統半實物仿真係統構建與實驗結果分析、基於液晶可變相位延遲器的偏振激光信號源以及相乾度精確可控的部分相關激光源的原理和實現方法。

目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的與意義 2
1.3 國內外研究現狀 3
1.3.1 空間激光通信技術研究與應用概況 3
1.3.2 激光偏振調製技術相關研究與應用國外研究概況 21
1.3.3 激光偏振調製技術相關研究與應用國內研究概況 27
1.4 主要內容及結構安排 31
第2章 基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統原理 35
2.1 引言 35
2.2 基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統的組成 36
2.3 CPolSK調製在大氣激光通信係統中的優勢 39
2.3.1 通信係統收發端無需坐標軸對準 39
2.3.2 調製信號抗乾擾性強 42
2.4 基於PolSK的大氣激光通信係統的關鍵技術 46
2.5 本章小結 49
第3章 激光信號偏振移位鍵控調製技術 51
3.1 引言 51
3.2 激光偏振特性描述 52
3.2.1 光波偏振態 52
3.2.2 光波偏振度 54
3.3 偏振移位鍵控技術原理 55
3.4 大氣激光通信係統中的強度調製與偏振調製性能比較 57
3.4.1 各種激光強度調製方式介紹 57
3.4.2 調製方式性能分析 59
3.5 基於鈮酸鋰晶體的偏振態調製技術 65
3.6 本章小結 69
第4章 大氣信道中GSM光束的偏振傳輸特性 70
4.1 引言 70
4.2 大氣信道的湍流效應 71
4.2.1 大氣湍流的形成 71
4.2.2 大氣摺射率結構常數 74
4.2.3 大氣摺射率起伏功率譜密度 76
4.3 大氣湍流對激光傳輸的影響 77
4.4 部分相乾、部分偏振的GSM光束偏振傳輸特性研究 78
4.4.1 相乾性和偏振性統一理論 78
4.4.2 GSM光束在湍流環境中的傳輸公式 79
4.4.3 GSM光束在湍流環境傳輸的偏振特性研究 82
4.5 湍流環境激光偏振傳輸特性半實物仿真研究 88
4.5.1 大氣湍流模擬裝置介紹 89
4.5.2 湍流環境激光偏振傳輸特性半實物仿真係統組成 90
4.5.3 半實物仿真結果分析 92
4.6 本章小結 95
第5章 基於CPolSK的大氣激光通信係統半實物仿真 96
5.1 引言 96
5.2 偏振移位鍵控係統與OOK係統性能對比 96
5.2.1 偏振移位鍵控與OOK通信係統構建 96
5.2.2 性能分析 98
5.3 高速CPolSK通信係統的仿真研究 103
5.4 基於CPolSK的大氣激光通信係統半實物仿真研究 106
5.5 本章小結 108
第6章 基於液晶可變相位延遲器的偏振激光源 110
6.1 引言 110
6.2 影響激光器輸齣光束偏振特性改變的因素及對PolSK係統的影響 111
6.2.1 影響激光器輸齣光束偏振特性改變的因素分析 111
6.2.2 激光源輸齣光束偏振特性改變對CPolSK係統性能的影響 114
6.3 基於液晶可變相位延遲器的偏振激光源 117
6.3.1 基於液晶可變相位延遲器的偏振激光源係統組成及工作原理 117
6.3.2 基於液晶可變相位延遲器的偏振激光源性能測試 119
6.4 基於液晶的激光偏振參數控製技術 121
6.4.1 液晶的電控雙摺射效應 122
6.4.2 基於液晶的光波偏振態控製技術 123
6.5 傅裏葉分析法激光偏振參數測量技術 126
6.5.1 激光偏振特性的斯托剋斯參量錶徵 126
6.5.2 傅裏葉分析法偏振參數測量 126
6.6 本章小結 129
第7章 相乾度精確可控的部分相乾激光源 131
7.1 引言 131
7.2 部分相乾光基本理論 131
7.2.1 空間-時間域互相乾函數 131
7.2.2 空間-頻率域的交叉譜密度函數 132
7.2.3 空間-頻率域的交叉譜密度矩陣 132
7.2.4 GSM光束 133
7.3 GSM光束産生實驗原理 134
7.3.1 毛玻璃法 134
7.3.2 空間光調製器法 135
7.4 GSM光束生成實驗係統 137
7.4.1 實驗係統原理框圖 137
7.4.2 GSM光束的生成 137
7.4.3 光束相乾度檢測 138
7.5 本章小結 139
第8章 結束語 140
8.1 主要研究內容 140
8.2 主要創新點 143
8.3 未來展望 143
參考文獻 145
附錄 150
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