弱湍流状态下空间光-多模光纤耦合效率分析.pdf

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1、326西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2014)Vo1．30No．3文章编号：1006—4710(2014)03—0326—05弱湍流状态下空间光一多模光纤耦合效率分析陈锦妮，柯熙政(1．西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2．西安工程大学电子信息学院，陕西西安710048)摘要：利用菲涅尔反射和模式耦合理论研究弱湍流条件下的多模光纤耦合效率模型。理论分析入射角起伏、光束漂移情况下多模光纤耦合效率模型，并通过模式匹配法对空间光一多模光纤耦合效率

2、进行数值分析。理论计算表明：当光斑轴向偏差8Om，入射角为0．45mrad时菲涅尔损耗使多模光纤耦合效率下降到50，各模式中基模耦合效率最高，随着大气结构常数增大各模式耦合效率明显下降。关键词：自由空间光通信；空间光一多模光纤耦合；耦合效率；弱湍流中图分类号：TP929．12文献标志码：AAnalysisofspaceoptical—multimodefibercouplingefficiencyinweakturbulenceCHENJinni¨．KEXizheng(1．FacultyofAutomationandIn

3、formationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2．CollegeofElectronicInformation，Xi’anPolytechnicUniversity，Xi’an710048，China)Abstract：Basedonfresnelreflectionandmodecouplingtheory，thecouplingefficiencymodeloflightfromfreespacetomultimodefiberi

4、sspecificallyderived．Inthispaper，theauthortheoreti—callyanalyzestheconsequentialinfluencestothemultimodefibercouplingefficiencymodelwhenincidentanglefluctuationandbeamdriftoccur．Additionally，numericalanalysisofcouplingeffi—ciencyoflightfromfreespacetomultimodefib

5、eriscarriedoutbyemployingmodematchingmethod．Theresultsfromtheoreticalcomputationindicatethatthecouplingefficiencyisdroppedto509／6whenaxialalignmenttoleranceis80／,mandincidentangleis0．45mrad，thefundamentalmodecouplinghasthehighestefficiencyincomparisonwithhighorde

6、rmode，andthecouplingefficiencydeclinesdramaticallywithallincreaseinatmospherestructureconstant．Keywords：FSO；spaceoptical—multimodefibercoupling；couplingefficiency；weakturbulence1近年来，无线激光通信由于既具有微波通信灵放大后与本振光相干，但是由于空间光耦合效率太活机动的特点，又具有光纤通信码速率高的特点，将低而导致通信误码率上升，严重时可导致通信

7、中成为下一代通信的核心技术。光相干检测可以大大断。提高系统检测灵敏度而受到国内外关注L1。]。空问大气湍流引起的光强闪烁和光束漂移使光纤耦光通信光相干检测技术常采用两种方法实现，850合系统耦合的光强发生起伏、到达角起伏使光纤端nm波段将光信号直接接收到光敏面上与本振光相面上的菲涅尔反射光强发生改变严重影响了耦合效干，由于大气湍流引起的光斑抖动和到达角起伏使率。光信号在自由空间中经长距离传输到达接收端光外差检测增益大大减小l4；1550nm波段通常时非常微弱，当湍流引起的起伏较强时可导致严重将空间光耦合进单模光纤然后通过

8、掺铒放大器进行的通信错误，甚至通信中断j。2006年，Lazzaroni收稿日期：2014—05-06基金项目：国家自然科学基金资助项目(61377080)；陕西省“13115”科技统筹计划资助项目(2011KTCQ01—31)；陕西省教育厅产业化培育基金资助项目(2010JC17)；西安市科技成果转换基金资助项目(