MOMES器件表面热变形及振动对星间光通信链路的影响

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MOEMS(Micro-Opto-Electro Mechanical Systems)给传统光学器件的设计和制造带来了全新的思路,它具有性能灵活、低成本、尺寸小和易于批量生产等优点。基于这些优点,结合星间光通信功耗低、体积小、重量轻等特点,把MOEMS器件用于星间光通信系统意义深远。 空间激光通信具有大通信容量、高传输速率、保密性好、高抗干扰能力、终端设备体积小、功耗低等优点,是通信领域内一个富有生命力的分支。 论文概括性地论述了MOEMS在光通信领域的应用前景及发展趋势。讨论了空间光通信系统的主要结构和组成,阐述了空间光通信的关键技术并对影响空间光通信系统性能的因素和对策进行了讨论。首先对微光机电系统及其发展动态、制造工艺等作了简单介绍,讨论了MOEMS应用于空间光通信的优势、主要应用领域,重点分析了空间环境条件下光转发器件热变形对光束传输的偏转效应与卫星振动对空间光通信链路的影响, 论文建立了在轨运行空间高真空热环境下的全光转发器镜面热变形分析模型,利用有限元分析软件ANSYS进行仿真,分析比较了不同材料、不同温度条件下双层薄膜反射镜面的温度分布、应力变化及变形情况。并与此为依据,提出相应的热变形抑制或缓解措施。 文章还探讨了星间光通信中卫星平台振动的来源与种类,并对振动的抑制方法进行了研究,着重阐述了被动隔离抑制和带宽自适应方法,简略介绍了其他五种方法。为了进一步取得更好的抑制效果,还有待其他方法的实现,这就需要本论文作进一步的研究。
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