【摘 要】
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相比于微波通信,自由空间光（FSO）通信具有更高的调制速率、更宽的频带宽度、不占用频谱资源等优点;相比于光纤通信,其具有施工周期较短、成本低,并且安装形式灵活等优点。但是就目前研究而言,FSO通信存在的最大问题是由于受到大气信道的干扰,而产生的功率衰减、光束漂移、光束扩展和光强闪烁等现象。一直以来,因为受到大气信道的干扰,长距离FSO通信发展遭遇了阻碍。通过大量的理论分析和数值模拟等方面研究证实,
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相比于微波通信,自由空间光（FSO）通信具有更高的调制速率、更宽的频带宽度、不占用频谱资源等优点;相比于光纤通信,其具有施工周期较短、成本低,并且安装形式灵活等优点。但是就目前研究而言,FSO通信存在的最大问题是由于受到大气信道的干扰,而产生的功率衰减、光束漂移、光束扩展和光强闪烁等现象。一直以来,因为受到大气信道的干扰,长距离FSO通信发展遭遇了阻碍。通过大量的理论分析和数值模拟等方面研究证实,大气对于部分相干光束的干扰程度明显低于对相干光束的干扰程度。其中部分相干光束生成方式主要包含扩展光源、空间光调制器及旋转随机相位屏等。然而通过上述手段所产生的部分相干光源不容易实现Gbps量级的高速调制,因此无法应用到调制速率较高的FSO通信系统中。使用超短脉冲光纤激光器泵浦非线性光纤所生成的超连续谱光源时,既能够发挥其部分相干性的优势来抵抗大气信道对FSO通信系统影响,还可以利用其重复频率较高的特点来达到对载波光源的高速调制。本文主要提出了一种高重频部分相干光载波,并且对其在模拟大气信道的传输特性进行研究分析。本文主要完成了以下工作:1、根据超连续谱光源产生的原理,实验研究了重复频率为4 GHz的主动锁模光纤激光器,并将其作为超连续谱的泵浦光源。经拉曼孤子压缩后脉宽由38 ps变为4.2 ps,采用此超短脉冲泵浦高非线性光纤,获得了超连续谱展宽。2、以超连续谱光源相干性的测量原理为基础,分别实验研究了马赫-增德尔干涉仪和迈克尔逊干涉仪,通过超连续谱光源的干涉图样计算得出其相干度为0.352,证实了所得到的超连续谱光源具有部分相干性,是典型的部分相干光源。3、提出了一种重复频率为10 GHz的部分相干光源的产生方法。通过实验实现了基于光谱非线性展宽的部分相干光载波,在湍流模拟系统中单通道传输速率高达10 Gbit/s,并对其在湍流模拟系统的闪烁因子、眼图信噪比和误码率等传输特性展开研究。当大气湍流模拟系统上下板的温差为△T=230℃时,相干光载波和部分相干光源载波的信噪比分别降低了12.52 d B和6.19 d B,而且此时部分相干光载波链路灵敏度提高了1.6 d B。
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