径向辐射激光源及其在光通信中的应用

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1、毛击种成＊著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦ巨ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＡＮ业学位硕±学位论文目专ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ■曇论支题目径向福射激光源及其在光通信中的应用专业学位类别工程硕壬－Ｂｖ学号３２２０４０５２４２０１－作者姓名穆志豪＿＿＾指导教师杨华军教授＾Ｂ＾ｈ［＾ＢＥｓｂｍ—－－．；．：：．ｊ鍵ｊ分类号密级注1UDC学位论文径向辐射激光源及其在光通信中的

2、应用（题名和副题名）穆志豪（作者姓名）指导教师杨华军教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.4.15论文答辩日期2016.5.19学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RadialRadiationlaserandItsApplicationinOpticalCommunicationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTech

3、nologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhihaoMuSupervisor:HuajunYangSchool:SchoolofPhysicalElectronic独倒巧辟朋本人声明所逊交的学位论文化木人巧巧师巧巧Ｆ进巧的研究Ｘ作及驭得的硏究成果。据巧所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包濟巧他人凸经发袭或撰写过的研究成巧，化不包貪为获得化子科技火学或化它巧抒化构的学位或征书而使用过的材料。与化？网：［作的同志对木研究所做的巧何页献均凸在论文中作ｒ明确的说明并裘水谢澈。

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5、到其他的通信手段上，如光孤子通信、量子通信以及光通信等，尤其是光通信，目前率属于光通信的光纤通信发展势头强势，很多主干网都是利用光纤通信。但是对于空间光通信来说，利用光纤通信显然是不现实的，这样空间光通信取得快速发展就不会让人觉得太突兀。本文着眼于光学天线，外太空具有恶劣的环境条件，这样势必会使得光学天线受到很大的影响，如温度的变化会使得光学天线出现热膨胀，从而影改变光学天线的性能。如何设计合适的天线容忍这些变化是亟待解决的。本文首先从理论出发选择了合适的曲面结构作为天线次镜的结构，然后对天线系统轴上以及轴外离焦造成的能量损失进行了讨论，详细分析了馈源弧矢

6、面发散角对天线系统的影响。论文的主要有如下内容：（1）回顾空间光通信技术的发展史，阐述了光学天线以及径向辐射激光源的发展状况以及发展趋势。（2）从理论出发阐述了半导体激光器以及径向辐射激光器的工作机理。分析高斯光束的光束特性。说明了光学系统设计的一般步骤以及设计方法，讨论了常见光学天线的优缺点，并且讲述了天线对高斯光束的准直作用。给出了天线的增益公式以及影响天线增益的几个因素。（3）设计了环形线激光器阵列激光源以及针对1550nm波段设计了一维光子晶体结构。根据常见的几种二次曲面的几何特性，选出了适合于环形线激光器阵列激光源的主次镜结构，并推导了次镜具体参

7、数的表达式。（4）分析了理想径向辐射激光器以及非理想径向辐射激光器的相关参数，具体分析了线激光器弧矢面的发散角、环形线激光器阵列半径以及离焦对发射天线的发射效率、从发射天线出去的光线的发散角、接收天线的接收效率以及有效传输距离影响。关键词：光学天线，高斯光束，环形径向辐射激光器，离焦IABSTRACTABSTRACTDuetoitsownlimitations,microwavecommunicationhassomelimitationsinitsapplication,suchaslargesizeandweightoftheantenna.Peopl

8、ehadtofocusontoothermeansofcommun