1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林长春30033
2 中国科学院大学， 北京100049
分析了旋转双棱镜系统存在的误差源，根据误差源，采用光线矢量传播方法建立了光束指向模型，基于光束指向模型求旋转双棱镜系统出射光束指向偏差对系统误差的偏导数；在指向区域中，根据各个误差的测量精度分析误差对指向精度的影响。仿真计算结果表明，理论指向偏差最大值为0.362 0°，理论指向偏差均方根为0.047 0°；桌面实验结果表明，在99.54%的指向区域中，实验偏差最大值为0.356 3°，实验偏差均方根为0.023 3°，均小于仿真计算值。这一结果表明，本文对旋转双棱镜系统的误差分析较为准确，对旋转双棱镜平台的设计和补偿修正具有一定的参考价值。
激光通信 旋转双棱镜 指向模型 误差分析 laser communication Risley prism pointing model error analysis
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
文章首先说明了星载激光通信较传统微波通信的先进性和重要性, 介绍了激光通信系统的基本组成, 简述了系统的工作过程。之后总结了国外的星载激光通信项目和发展计划, 重点介绍了日本、美国和欧洲近几年在星载激光通信领域的研究现状, 同时也简述了国内各高校以及研究所的研究进展。接着指出了目前星载激光通信的难点并且归纳了与之相关的关键技术。最后, 对星载激光通信的未来发展趋势进行了展望。
激光通信 星载激光通信 星载终端 laser communication satellite-borne laser communication spaceborne terminal
Author Affiliations
Abstract
1 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A method to generate Airy beam by combining the Fresnel holographic lens and the cubic phase of Airy beam is proposed. The detailed theoretical derivation to express the optical transform principle of the proposed method is presented. And excellent experimental results are demonstrated. It is shown that this approach works well and simplifies the experimental facility effectively, especially reducing the optical system length to half of that of the conventional method. In addition, the proposed method can realize the beam propagation trajectory control of Airy beam and generate Airy beam array.
光电子快报（英文版）
2017, 13(3): 197
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光电测控部, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
4 北京航空航天大学 应用物理系, 北京 100191
报道了输出波长980 nm的高峰值功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其微型化脉冲激光光源.通过优化VCSEL单元器件的结构, 有效抑制了宽面VCSEL结构中的非均匀电流分布, 提高了单元器件的斜率效率, 获得了直径400 μm, 峰值输出功率62 W的VCSEL单元器件; 在此基础上, 研制出由单元器件组合封装而成的VCSEL“准列阵”子模块以及集成驱动电路的微型化VCSEL脉冲激光光源, 该光源在脉冲驱动条件为30 ns、2 kHz、105 A条件下的峰值输出功率达到226 W, 光脉冲宽度35 ns, 中心波长979.4nm, 斜率效率达到2.15 W/A.
垂直腔面发射激光器 窄脉冲 高峰值功率 微型化 vertical-cavity surface-emitting lasers narrow pulses high peak power miniaturized
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
本文首先介绍了激光通信的突出地位和重大成果, 说明机载激光通信技术的先进性和重要性。然后阐明了机载激光通信系统的工作原理, 说明进行机载激光通信研究的可行性。接着简要叙述了机载激光通信系统的发展历史和国内外研究现状, 重点对其性能指标和技术特点进行了分析。在此基础上, 提出了机载激光通信的关键技术, 并指出其应用前景和发展趋势。在不久的未来, 机载激光通信将会成为信息化战争必不可少的通信手段。
激光通信 机载激光通信 激光技术 信息技术 光学设计 laser communication airborne laser communication laser technology information technology optical design
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
针对大气湍流对激光通信中对信标光的捕获、跟踪与对准(ATP)的影响, 提出了基于盲解卷积的快速复原与实时检测算法。采用一维点扩散函数重新构造方位退化模型, 取代了原有经典二维退化模型; 改进了约束共轭梯度算法中的约束算子, 并通过改进的共轭梯度迭代算法求得对原始图像的估计; 最后通过连通域计算提取估计结果中的光斑中心位置。采用现场可编程门阵列和数字信号处理器实现所提出的共轭梯度算法并提取光斑中心位置, 满足了系统实时性要求。实验表明, 所提出的快速复原算法能够实时复原分辨率为200 pixel×200 piexl,帧频为100 Hz的光斑图像, 所提取的信标光光斑中心位置与事后计算结果的误差小于1 pixel, 能够满足激光通信系统对信标光的实时跟踪要求。
大气激光通信 图像处理 图像复原 捕获跟踪对准 实时检测 共轭梯度算法 atmospheric laser communication image processing image restoration Acquisition Tracking and Pointing(ATP) real time detection conjugate gradient algorithm
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京100039
3 吉林大学 通信工程学院, 吉林 长春 130022
基于舰载经纬仪的使用条件, 分析了各测量范围内船姿变量和测角量之间的关系, 提出了分段回归模型, 并给出了舰载光测设备的回归测量方案及补偿方法。首先, 基于船姿测角误差模型, 结合多次不同测角范围内的实测数据残差, 分析各测量变量间的相关性; 通过摇摆台实验, 结合双GPS定位数据, 对测量数据进行分段双回归, 建立了回归数据库。然后, 提出了在执行任务前为事后回归处理进行附加观测的方案。最后, 基于附加测量残差和回归数据库, 提出以测量条件相似度为依据对任务数据进行补偿的方法。实验结果表明, 船姿误差最大(航向72″, 纵倾24″, 横倾24″)时, 补偿后光测设备的方位测角均方差由小于等于57″变为小于等于21″, 俯仰测角均方差则由小于等于34″变为小于等于17″, 基本满足了舰载光测设备对数据处理精度及稳定性的要求。
舰载经纬仪 船姿 角度测量 分段回归 残差 shipboard theodolite ship-attitude angle measurement segmented regression residual error
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
分析了里德-所罗门码(RS码)的误码率性能，提出了一种基于RiBM算法的RS(15,9)译码器。该译码器采用流水线结构，通过RiBM算法求解关键方程，在此基础上将高斯加性白噪声(AWGN)引入光纤模拟大气激光通信系统，并在现场可编程门阵列(FPGA)平台上完成了测试。测试结果表明：提出的译码器译码速率达到111 Gbit/s，为Altera IP核的354倍。RiBM算法具有硬件复杂度低、关键路径延时短的优点，能满足系统译码的要求。
RS码 现场可编程门阵列(FPGA) RiBM算法 误码率 译码速率 Reed-Solomon(RS) codes Field Programmable Gate Array(FPGA) Reformulated Inversionless Berlekamp-Massey(RiBM) Bit Error Rate(BER) decoding speed
