卫星光通信中空间辐射环境对LiNbO3相位调制器的影响研究

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随着国家经济和军事实力的提高,卫星对地及卫星之间的数据量不断增大,这对通信的速率提出了更高的要求。我国近二十年来发展的卫星光通信事业取得了实质性的成果,成功实现了卫星对地的激光通信。面对爆炸式的数据量,将现代通信技术与卫星光通信技术结合十分必要!目前的卫星光通信技术在发射端采用LD(Laser Diode)直接调制的方式,在接收端采用直接探测的方式,通信的速率与发射的功率是一对难以调和的矛盾。采用相干光通信技术可以解决这一问题,使得在发射功率不受影响的情况下,进一步提高通信的速率。相干光通信技术应用的一个关键是相位调制器,本论文便是通过研究辐射对相位调制器的基础——折射率的影响来分析其与光纤的耦合损耗。本文对空间辐射环境做出简要介绍,并对选取何种辐射量进行试验进行分析,选取5×103rad、15×103rad、30×103rad、80×103rad作为辐射的剂量点。建立了辐射后Li Nb O3晶体折射率改变的物理模型,并用MATLAB对其进行仿真计算,得到寻常光与异常光折射率随辐射造成的损伤百分比变化的曲线。采用中国科学院上海光机所生产的纯净Li Nb O3晶体进行了辐射实验,对晶体的测量采用离线的方式。利用连续十天的测量数据,做出Li Nb O3晶体的退火曲线,并以此推导Li Nb O3在线时的折射率值。以推导的辐射在线Li Nb O3晶体折射率值为基础,考虑调制器的基本工作原理,对调制器的光波导部分进行仿真,分析了受到辐射的调制器与光纤耦合时的耦合效率,得到随着辐射剂量的增加模式损耗降低的结论。
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