大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率影響研究.pdf

1、自由空間光通信以其相對于微波通信的優(yōu)勢，受到了人們越來越廣泛的關(guān)注。當(dāng)前，充分利用現(xiàn)有成熟光纖通信技術(shù)是無線光通信技術(shù)重要的發(fā)展趨勢，然而需要首先解決好空間光-單模光纖高效耦合這一關(guān)鍵問題。以此為目的，本文針對無線光通信中大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進(jìn)行了理論分析，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大氣信道下短距離空間光-單模光纖耦合實驗。主要研究工作包括：
　　1.分析了影響空間光-單模光纖耦合效率的主要因素
　　介紹了大氣湍

2、流的統(tǒng)計理論，基于理想條件下的空間光-單模光纖的耦合理論，討論了影響耦合效率的主要因素，并深入分析了橫向、軸向及角度對準(zhǔn)偏差對耦合效率的影響。
　　2.針對大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進(jìn)行了深入理論分析和仿真研究。
　　在弱湍流條件下，給出了平均耦合效率及耦合效率起伏方差模型，采用數(shù)值仿真分析了大氣條件下空間光-單模光纖耦合效率相對起伏方差。針對大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)、耦合透鏡直徑、單模光纖模場半徑對平均耦合效率的影

3、響進(jìn)行了理論分析。
　　3.在理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行了短距離空間光-單模光纖耦合效率實驗，驗證了理論分析的結(jié)果。
　　通過測量短距離大氣傳輸后耦合進(jìn)單模光纖光束光強變化情況來分析大氣對耦合效率的影響。實驗結(jié)果在一定程度上證明了理論的正確性；同時通過對耦合光功率的實驗研究發(fā)現(xiàn)，隨著耦合孔徑直徑接近最優(yōu)值，平均耦合效率逐漸升高的同時，耦合光功率起伏方差在逐漸變小。
　　本文針對大氣湍流對空間光-單模光纖耦合效率的影響進(jìn)行了理論分