大气激光通信机基本参数测试

激光大气传输相关参数
激光大气传输相关参数指的是影响激光在大气中传输性能的各
种因素和参数。

这些参数包括大气折射率、可见性、气压、温度、湿度、风速、气溶胶浓度等。

其中，大气折射率是影响激光传输距离和稳定性的主要因素之一，其变化受以上其他因素的影响。

因此，精确的大气折射率模型和实时监测系统是激光大气传输中必不可少的关
键技术。

此外，气溶胶是影响激光传输损耗和散射的主要因素之一，其浓度和大小分布对激光传输的影响也需要进行研究和考虑。

对这些参数的深入研究和掌握，可以为激光大气传输的实际应用提供更为精准和有效的技术支持。

- 1 -。

3 系统可靠性设计
222
光通信技术
2000 年第 3 期
可靠性是对一个设备或一个系统投入使用时无 故障工作能力的度量。对通信设备或系统来说，可靠 性是至关 重 要 的。 如 果 系 统 可 靠 性 不 高，经 常 出 故 障，就失去了实际使用的价值。衡量本系统的可靠性 是采用可通率这个指标。国际规定系统年可通率为 93% ，也就是一年只允许中断通信 613 . 2 小时。这对 一般传统的通信来说要求显然不高，完全能够做到。 但对半导体激光大气通信来讲，因受外界气候影响太 大，在各种气候条件（晴、雨、雾、霾、雪、湍流效应等） 下，大气信道传输特性是不一样的，这样会影响传输 质量，甚至中断通信。为确保通信质量，提高系统可 通率，必须要研究解决影响大气传输的一些关键技术 问题。例如，采用加长天线套筒以减小天线有效数值 孔径的方法来降低背景噪声，采用光源发射功率自动 补偿的方法来保证开通率等等。国内在这方面也做 了一些工 作，积 累 了 一 定 的 经 验。 借 鉴 国 外 先 进 经 验，采用上述补助手段，可以使系统的可靠性得到保 障。
2
。
对于传输距离为 4km 的地面大气激光通信系统
因要考虑到光学天线加工制作简单、实用并注重价格
性能比，就目前的技术水平，光学天线的效率可做到
!T = 0 . 5，!R = 0 . 5，参考国际同类产品光接收天线的 有效孔径可定为 dr = ll0mm。
对于地面大气中传输的通信系统，信道衰减直接
受环境因素的影响。不同天气综合衰减因子# 的值 差别很大。表 l 是一个典型的不同天气时的综合衰
2 激光大气通信机总体功能框图及各主要部 分设计考虑
半导体激光器的体积小、重量轻、寿命长等优点 是其它类型的激光器所无法比拟的，是光通信系统首 选的激光器。对光纤通信系统、激光无线通信系统也

光学分集技术
利用光学元件将光束分散成多个子光束，再对子光束进行独立检测 和处理，最后合并成原始信号，以减小光强闪烁的干扰。
自适应光学技术
通过实时检测波前畸变并对其进行校正，以提高光束质量和减小光 强闪烁。
新型抑制技术的提
基于深度学习的光强闪烁抑制技术
利用深度学习算法对大量光强闪烁数据进行训练和学习，建立光强闪烁的预测模型，并 根据预测结果对光强闪烁进行抑制。
选择适当波长的激光器，搭建稳 定可靠的发射与接收系统，确保 光信号的准确传输。
大气信道模拟
通过模拟不同的大气湍流条件， 如风速、温度、湿度等，以研究 光强闪烁现象。
参数设置与优化
根据实验需求，设置合适的激光 功率、传输距离、接收孔径等参 数，并进行优化以获得最佳的实 验效果。
数据采集与处理方法
01
加强实际应用中的验证和测试：将研究成果应用 于实际的大气激光通信系统中，进行长期的验证 和测试，以评估技术的实用性和可靠性，并不断 优化和改进系统性能。
探索更加有效的抑制技术和方法：在现有抑制技 术的基础上，进一步探索更加有效的技术和方法 ，如新型光学天线设计、智能控制算法等，以进 一步提高大气激光通信系统的性能。
光子计数技术
采用单光子探测器对光信号进行探测和计数，从而有效避免光强闪烁对通信性能的影响 。
偏振复用技术
利用不同偏振态的光束在传输过程中具有不同的闪烁特性，通过偏振复用将多个独立的 光束合并成一个复合光束进行传输，以降低光强闪烁的干扰。
抑制技术的性能比较与优化
性能比较
对现有抑制技术和新型抑制技术进行实验验证和性能比较，包括抑制效果、系统复杂度、成本等方面 。
光强闪烁是由大气湍流引起的，会导致激光束在传输过程中强度随机变化。

无线激光通信概念图 光学接收 机
激光器
调制器
发射机光学天 线
接收机光学 天线
调制器 激励器 光信号
无线电接 收机
编码器 已还原信号 信息 信息信 号
解码器
因此ATP是光通信成功的关键所在。使之始终保证双方处于对准状态。光天线在接收到光 信号之后，经过光学分束，信标光的一部分至粗对准探测器，输出信号由粗对准控制，驱 动粗对准机完成粗对准，信标光的另一部分经精对准机构，分光片至精对准探测器，由精 对准控制器控制精对准机构王城双方的精确对准和跟踪，信号有信号探测器检测。在发送 端和接收端各有一个光收发信机，将需要传送的信息调制到激光信号上，通过大气信道传 输到接收端。由于大气对光信号具有衰减效应，大气湍流还会引起光斑的漂移，因此在收 发端机用自动跟踪瞄准系统来修正大气湍流残剩的光斑漂移，但是由于大气中存在多种随 机现象，接收机检测到的关心好会有强度的起伏和光斑中心的随机抖动。而对于短距离激 光通信我们也可以采用望远镜, 2.光发射机主要包括激光器，调制解调器，核心是激光器。激光器需要两只，一只是信标 激光器，一只是信号激光器。信标激光器用作ATP系统，信号激光器具有良好的光束质量 和频率响应。激光器的波长应该选择比较成熟的技术，具有良好的可靠性。 3.接收机主要包括光探测，低噪声前置放大和信号处理电路。光探测器的主要功能是（1） 探测对方发过来的信标光，确定信标光的位置，计算位置误差信号，驱动ATP单元，校正 接收天线的方向和完成天线的粗对准。（2）在粗对准完成之后，利用信号光在四象限探 测器上的位置，由ATP系统完成双方天线的精对准和跟踪。（3）探测双方发过来的光信号， 解调出有用的信息 4.信号源的信号可以是语音，图像和数据以及视频，经过编码后，调制为双方约定的格式， 有天线发射出去，编码可以采用开关键控，相位调制编码ppm等 5.通信信道 大气中的各种自然现象会对光信号的传输照成影响，但他们会对不同波长的光照成的影响 不一样，所以选择合适的波长的光来保证光信号传输足够远的距离。这里窗口就是在介子 中合适某段激光传送的波段。

大气激光通信系统的研究重庆理工大学文献综述文摘：激光信息在大气中的传输是大气光学领域最活跃的研究热点之一。

由于激光本身所具有的高强度、高相干性、高单色性和高方向性等特性，从而有容量大、波束窄、速度快、保密性好和抗干扰性强等优点，因此激光成为无线光通信中最理想的载体。

本文概述了大气激光通信的基本原理和发展，介绍了大气激光通信的特点和应用。

以一种能实现计算机间通信（能传输语音和数据）的新型以太网接口大气激光通信系统为例，结合实验研究，介绍了该系统的发射机和接收机。

并针对大气无线激光通信系统，本文深入地研究了大气湍流信道中随机光强信号的检测方法，对激光束在大气湍流信道中的传输进行了仿真和建模，并对实际的大气湍流信道进行了测量。

关键词：大气激光通信光发射终端光接收终端损耗特性激光I.激光通信概述1960年激光的出现极大地促进了许多学科的发展，其中也包括通信领域激光以其良好的方向性、相干性及高亮度性等特点成为光通信的理想光源。

将激光应用于通信，掀开了现代光通信史上崭新的一页，成为当今信息传递的主力军。

激光通信是以激光光束作为信息载体的一种通信方式，和传统的电通信一样，它可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。

其中，有线激光通信就是近年来发展迅猛的光纤通信。

无线激光通信也可称为自由空间激光通信，它直接利用激光在大气或太空中进行信号传递，可进行语音、数据、电视、多媒体图像等信号的高速双向传递。

这是目前国际上的一大研究热点，世界上各主要技术强国正投入大量的人力物力来抢占这一领域的技术优势。

根据使用情况，无线激光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网络状通信。

在本文中，我们主要研究的是点对点的通信。

此外，根据传输信道的不同，无线激光通信又可分为:大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通信川。

大气激光通信是自由空间激光通信的一个分支，它以近地面大气作为传输媒介，是激光出现后最先研制的一种通信方式。

大气激光通信系统主要由光源、调制器、光发射机、光接收机及附加的电信发送和接收设备等组成，只要相互进行瞄准即可进行通信。

一种大气激光通信信道测试系统的设计冯杰;徐林【摘要】介绍了一种大气激光通信信道测试系统的设计方案,并使用该系统在桂林进行了长期的大气信道测试.通过对测试数据的处理分析,给出了天气状况与FSO设备通信质量的关系.%A testing system about laser atmospheric transmission characteristics for free space optical communication (FSO) is introduced in this paper. Using the system, a long-term laser atmospheric transmission characteristics test was completed. The testing data is analyzed and the relation of weather status and FSO communication quality is present.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】3页(P51-53)【关键词】FSO;大气激光通信;信道测试;环境指标【作者】冯杰;徐林【作者单位】总参信息化部驻桂林地区军事代表室,广西桂林541004;中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN929.120 引言大气激光通信是一种无需光纤进行通信的方式，是现代光纤通信技术与无线电通信技术的结合。

大气激光通信不使用光纤等导波介质，直接利用激光在大气环境中进行信息传递。

它与其它无线通信技术相比具有带宽大、抗电磁干扰能力强、对其它传输设备不干扰、保密性强、小型化、成本低、安装便捷、使用方便等优点，因此在目前的高科技通信领域已引起了各国的高度重视。

虽然大气激光通信技术具有上述的种种优点，但由于其传输信道是大气，易受雨、雪、雾、霾、云、尘埃、大气湍流等各种环境影响，造成大气激光通信系统的稳定性较差，例如在晴天通信距离能达到5km的大气激光通信系统，大雾时可能连1km也无法保证。

激光通信速率测试标准
激光通信速率测试标准主要包括以下几个方面：
1. 信号质量测试：测试信号的幅度、频率和相位等参数，确保信号质量符合要求。

测试信号的误码率，确保通信系统的误码率在可接受范围内。

测试信号的抖动和漂移等参数，确保信号的稳定性。

2. 传输性能测试：测试通信系统的传输速率和带宽，确保系统能够满足业务需求。

测试通信系统的时延和时延抖动等参数，确保系统能够满足实时性要求。

请注意，以上只是一些基本的测试标准，实际的测试过程可能更加复杂，需要综合考虑各种因素，如通信距离、环境条件、设备性能等。

因此，在进行激光通信速率测试时，应遵循相关的测试标准和规范，确保测试结果的准确性和可靠性。

气体激光器主要参数测试方法气体激光器主要参数测试方法气体激光器是一种将气体作为激发介质产生激光的激光器，其主要参数包括激发能量、谐振腔长度、气体种类、放电电压等。

这些参数的精确定量测对于气体激光器的性能及其工业应用具有至关重要的作用。

本文将介绍气体激光器主要参数测试方法。

1. 激发能量测试方法激发能量是气体激光器产生激光的基本要素，其测试可采用多种方法，其中最为常见的方法是利用光电效应测量激光脉冲产生的电荷量。

经过一定的校准，可以得到准确的激发能量数值。

此外，也可以通过量热法或热电测温法获得激发能量。

2. 谐振腔长度测试方法谐振腔长度也是气体激光器的重要参数，一般采用激光干涉仪进行测试。

测试时，首先在激出的激光光束上放上一个分束器，使其分为两束，然后经过反射后再汇聚成一束光。

根据叠加原理，两束光相互干涉后会产生干涉条纹，通过计算干涉条纹的宽度可以获得谐振腔长度。

3. 气体种类测试方法气体种类是气体激光器发射波长和输出功率的主要影响因素，最为常用的测试方法是采用质谱仪和气相色谱仪进行分析。

利用质谱仪可以确定气体成分及浓度，气相色谱仪则可以通过分离不同组分来判断气体种类。

4. 放电电压测试方法放电电压是产生激光的基本条件之一，其测试方法主要包括直接测量法和间接测量法两种。

直接测量法是采用电压表测量放电电压，但该方法存在着误差较大、不便于连续监测等问题；间接测量法则是通过激光器产生的电流或功率信号来计算出电压值，其优势在于测量精度高、连续监测方便等。

综上所述，气体激光器的主要参数测试方法包括激发能量测试、谐振腔长度测试、气体种类测试以及放电电压测试等方面。

在实际测试中，应根据具体的激光器型号以及测试要求选择合适的方法，以确保测量结果的准确性。

气体激光器主要参数测试方法气体激光器是一种利用气体放电产生的激光器，广泛应用于科研、医疗、工业等领域。

为了保证气体激光器的稳定性和工作效果，需要对其主要参数进行测试。

本文将介绍气体激光器主要参数的测试方法。

1. 激光波长测试激光波长是气体激光器的重要参数之一，通常使用波长计进行测量。

首先需要将波长计与气体激光器连接，然后调节波长计的曝光时间和灵敏度，使其能够正确测量激光波长。

最后，通过读取波长计的显示值，可以得到气体激光器的激光波长。

2. 激光功率测试激光功率是气体激光器的输出能量，也是评估其工作效果的重要指标。

通常使用功率计进行测量。

首先需要将功率计与气体激光器连接，然后将激光束引导到功率计的接收端口。

最后，通过读取功率计的显示值，可以得到气体激光器的激光功率。

3. 激光束直径测试激光束直径是气体激光器输出光束的直径，也是评估其激光束质量的重要参数之一。

通常使用光束质量测试仪进行测量。

首先需要将测试仪与气体激光器连接，然后将激光束引导到测试仪的接收端口。

最后，通过读取测试仪的显示值，可以得到气体激光器的激光束直径。

4. 激光脉冲重复频率测试激光脉冲重复频率是气体激光器输出脉冲信号的频率，也是评估其工作效果的重要参数之一。

通常使用频率计进行测量。

首先需要将频率计与气体激光器连接，然后将激光脉冲信号引导到频率计的接收端口。

最后，通过读取频率计的显示值，可以得到气体激光器的脉冲重复频率。

总之，以上就是气体激光器主要参数测试的方法，通过对这些参数的准确测量，可以保证气体激光器的高效、稳定运行。

图 ２ 以 太 网 收 发 端 机 原 理 框 图
３ ２ 视 音频 收发端 机 ．
视 、 频 收发端机 由视 音 频输 入 输 出端 口 、 ／ 音 ＡＤ 转换 器 、 ／ Ｄ Ａ转 换 器 、 缩 编 码 器 、 码 器 、 收 发 压 解 光
合一 模 块 等 六 部 分 组 成 。其 工 作 原 理 框 图 如 图 ３
３ ３ 基 于光 纤技术 的光 放大 ．
纤 通过 光纤 接 口传 输 至 以太 网收 发 端机 和视 、 频 音
收发端 机 的接收 端 ； 略 瞄 准镜 用 于 两 台 通信 机 之 概 间 的概 略 瞄准 。
３ 系统设 计
以太 网收发 端 机 和视 、 频 收 发端 机 中的光 收 音 发合 一模块 均都 采用 了工作 波长 为 １５ ｍ 的半导 ５０ｎ 体激 光器 。 由于 １５ ｍ半导 体激 光器 的功 率和调 ５０ｎ 制速 率不 能 同时满足 系统 传输距 离 和传输 数率 的要 求 ， 首先 满足 传输速 率 的前提 下 ， 在 系统选 择 了调制 速率 为 １０Ｍ ｐ， 率 为 一４ｄ ｍ 的光 收发 合 一模 ０ ｂ ｓ功 Ｂ 块 。为实 现 ２ｋ ｍ距 离 的通信 ， 系统 要求 光发 射功率 需达 到 １ Ｂ 为 此需 要 加 光放 大器 ， 输 出光 信 ２ｄ ｍ， 对 号进 行放 大 ， 以满 足通信 距离 对光 发射功 率 的要求 。 由于 Ｅ Ｆ Ｄ Ａ光纤 放大 器具有 增益 高 、 噪声低 、 频
大 气 激 光通 信 是 一 种 以激 光 为 载体 、 气 为传 大 输 介 质 的通信 方 式 ， 有 带 宽 大 、 网速 度 快 、 具 建 电磁 兼 容 性 好 等 特 点 … 。该 技 术 已 被 广 泛 应 用 于 各 领

GCS-DQTX 激光大气通信实验简介：利用光在空气中直线传播的特点，进行大气传输光通信，不需要任何线路，简单、经济。

早在1880年，贝尔和他的助手坦特就首次进行了光通信的实验。

贝尔和坦特利用一面薄柔性镜面反射阳光，用声波直接进行调幅，在313m的距离内成功地进行了话音信息的传输，接收机包括一个抛物面发射器和硒光电池阵列。

贝尔所进行的光电话实验，比他所处的时代几乎超前了一个世纪。

用途：该技术采用半导体激光器为光源，所构成的通信系统为无线数字通信系统，主要用于固定点使用，也可用作应急抢通，其潜在的应用领域是在数据网、电话网、微蜂网及微微蜂窝网的入网应急设备及不便敷设电缆及光缆的近距离场合。

大气激光通信设备具有无电磁干扰、组网机动灵活、安装维护方便、通信可靠性高、保密性好、性能价格比优等优点，可传输多种速率的数据、话音、图像，具有广阔的应用前景。

随着技术的不断完善和新器件的不断出现，大气激光通信技术已成为当今信息技术的一大热门技术，其作用和地位已能和光纤通信、微波通信相提并论，是构筑未来世界范围通信网必不可少的一种技术。

基本原理：激光大气通信原理大气传输激光通信系统是由两台激光通信机构成的通信系统，它们相互向对方发射被调制的激光脉冲信号（声音或数据），接收并解调来自对方的激光脉冲信号，实现双工通信。

本系统可传递语音以及进行计算机间数据通信。

受调制的信号通过功率驱动电路使激光器发光，这样载有语音信号的激光通过光学天线发射出去。

接收是另一端的激光通信机通过光学天线将收集到的光信号聚到光电探测器上，将这一光信号转换成电信号，再将这一光信号放大，用阈值探测方法检出有用信号，再经过解调电路滤去基频分量和高频分量，还原出语音信号，最后通过功放经耳机接收，完成语音通信。

实验目的：(1)了解激光大气通信的原理(2)通过动手，实现简单的激光大气通信实验。

知识点：激光大气通信系统、激光器、调制器和调制方式、光接收系统、大气传输技术。

海域条件下激光通信大气折射率结构常数测量方法艾葳;崇元;王玉坤【摘要】针对海域条件下激光通信的精度要求,首先从理论上分析了大气折射率结构常数C2n经典估算方法存在的固有问题,并提出了采用多项式拟合和支持向量机对C2n估算模型的修正方法,进而在距离8.9 km的跨海域条件下搭建观测平台,进行C2n测量及修正模型验证性实验,从而获得光源自发射端至接收端的到达角起伏方差和闪烁指数.实验数据分析表明:采用多项式拟合和支持向量机方法进行C2n估算,其相似度一致性要远优于经典的估算模型,其中支持向量机方法的相似度一致性(相似度可达90％以上)及二次拟合效果优势最为明显,同时也证明了通过改进模型计算的C2n可作为定量评估大气湍流对海域激光通信精度影响的重要参数.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)025【总页数】6页(P182-187)【关键词】激光通信;大气折射率结构常数;到达起伏方差;闪烁指数【作者】艾葳;崇元;王玉坤【作者单位】中国人民解放军91550部队42分队,大连116023;中国人民解放军91550部队42分队,大连116023;中国人民解放军91550部队42分队,大连116023【正文语种】中文【中图分类】TN929.12;P427.1+13激光通信是一种新型的无线宽带接入技术，它能以激光作为信息通信的载体在自由空间中传播；并能够与光纤通信技术进行对接，使多媒体信号和数字信号始终以高速率进行传输[1—3]。

激光通信具有容量大、传输距离远、保密性好等优点，是建设空间信息高速公路不可替代的手段，也是当前国际信息领域的前沿科学技术。

同时，其成本相对光纤通信要低得多，且不用大规模地铺设通信管线[4]。

可以预见，激光通信技术将会获得很快的发展，并成为测控通信领域内又一新型测控技术。

激光在湍流大气中传输时，折射率的随机起伏严重破坏了光波的相干性，进而引起光强闪烁、光束漂移以及光斑扩展等效应，这对许多光学工程诸如激光大气传输、无线光通信等带来了严重影响[5]。

激光器基本参数概述激光器是一种产生和放大激光光束的装置。

它是由激活介质、能量泵浦源和光学谐振腔构成的。

激光器的基本参数是指对其性能进行评估和描述的一组关键指标。

本文将介绍激光器的基本参数及其意义。

参数一：波长（Wavelength）激光器的波长是指激光输出的电磁波在真空中传播一个周期所需要的时间，通常以纳米（nm）为单位表示。

不同波长的激光具有不同的特性和应用领域。

例如，可见光范围内的激光器常用于显示技术、医学和通信领域。

参数二：功率（Power）功率是衡量激光器输出能量大小的参数，通常以瓦（W）为单位表示。

功率决定了激光器在特定应用中的作用效果和覆盖范围。

高功率激光器广泛应用于材料加工、切割、焊接等领域，而低功率激光器则常用于医疗美容、激光打印等应用。

参数三：脉冲宽度（Pulse Width）脉冲宽度是指激光器输出的脉冲持续时间，通常以纳秒（ns）为单位表示。

脉冲宽度对于某些特定应用非常重要，比如激光雷达、材料加工中的精细切割等。

较短的脉冲宽度可以提供更高的精确性和分辨率。

参数四：重复频率（Repetition Rate）重复频率是指激光器单位时间内发射脉冲的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。

不同应用对于重复频率有不同要求。

例如，医学领域中的眼科手术需要高重复频率来确保稳定和连续的能量输送。

参数五：束径（Beam Diameter）束径是指激光器输出光束在传播过程中截面直径的大小，通常以毫米（mm）为单位表示。

束径直接影响到激光器在目标上聚焦后的焦斑大小和能量密度。

小束径可以实现更高的聚焦能力和更高的功率密度。

参数六：发散角（Divergence Angle）发散角是指激光器输出光束扩散的角度，通常以毫弧度（mrad）为单位表示。

发散角决定了激光束在传播过程中的扩散程度，对于一些需要长距离传输的应用非常重要。

参数七：稳定性（Stability）稳定性是指激光器输出功率和波长随时间和环境变化的程度。

基于APD的高灵敏度大气激光通信接收机系统设计王平;耿天文;伞晓刚;高世杰;吴志勇【摘要】为了满足大气激光通信系统对接收端高灵敏度的要求,通过分析APD和接收机的温度电压特性,以及电压和温度的波动对接收机灵敏度的影响,设计了一种大气激光通信接收机,包括低纹波APD偏压控制电路、APD温度控制电路和主放大器电路等.实验结果表明,偏置电压为46.35V、温度为290K、误码率为10-9时,接收机灵敏度达到-39.1dBm,满足通信系统要求.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2015(039)012【总页数】4页(P51-54)【关键词】激光通信;接收机;灵敏度;APD【作者】王平;耿天文;伞晓刚;高世杰;吴志勇【作者单位】中国科学院大学,北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033【正文语种】中文【中图分类】TN929.11大气激光通信是指利用激光作为信息载体在大气环境中进行通信的通信方式［1］。

在长距离通信时，激光通信系统的接收端所接收的信号具有功率小、信噪比低的特点，这要求接收机系统拥有较高的灵敏度。

因此接收机中的光电探测器需要采用高灵敏度、低噪声的雪崩二极管（APD）［1-6］。

APD作为信号接收器件虽然具有高灵敏度的优点，但是温度和电压影响其增益及噪声，进而影响接收机灵敏度，因此需要对APD偏置电压和工作温度进行控制［6］。

现有接收机系统多采用偏置电压对温度变化进行补偿的方式进行电压和温度的控制，但是这种方式并不能使APD工作在最佳的工作状态。

为此，本文分析了电压和温度对APD雪崩增益以及对接收机灵敏度的影响，并基于此设计了大气激光通信接收机，主要包括低纹波电压控制电路、精确温度控制电路和主放大器电路。

题目：基于optisystem的大气激光通信系统仿真研究摘要本文在介绍大气激光通信系统基本原理和组成的基础上，对optisystem子系统结构进行了理论设计，并对APT技术算法进行了深入研究。

通过对通信系统工作波长选择、光学天线选择等阐述，选择了1550 t'／m作为系统工作波长、卡塞格伦(Cassegrain)收发合一天线作为系统光学天线；通过对optisystem子系统功率测算、束散角和瞄准误差、误差提取信号等的讨论，给出了optisystem子系统结构和理论设计指标，并将其与现有的大气激光通信系统进行比较。

说明该设计方案是可行的。

由于在拟用环境中对系统机动性要求较高，因此本文着重对optisystem技术中的超前校正进行了分析。

为了能够较好的给出运动终端的超前正值，必须了解终端的运动特性，本文对海上舰船运动进行了数值仿真，给出了二级海浪下18kn速度航行的运动时间历程．并在此基础上讨论了滑动窗多项式拟合预测算法(SPFM)，对该算法与普通的多项式外推预测进行了比较，对模型进行了适应性修正，并对算法的参数：系统采榉频率、滑动窗大小、拟合多项式指数进行了优化。

最后通过计算机仿真说明在预测海上舰船运动时要求采样频率大于4 Hz，滑动窗大小取10"-20，多项式为3或4阶时计算量和误差较小，预测效果较好。

当舰船速度从0到30kn节之间变化时，发现预测误差有所增大，当到一定速度之后其预测误差保持不变。

关键词光无线通信，APT，最／J、--乘法，运动仿真注：拥是舰船运动速度单位，lkn=1海里，小时=I．85公里，小时。

AbstractBased on the basiceofies and composition of optical wireless commu。

nication system，the structure design of its APT(Acquisition，Pointing，Tracking)sub—system and further research on APT technical algorithm have been discussed theoretically in this thesis．1550rim is chosen as the work wavelength，Cassegrain transmitting-receiving antenna as the optical antenna ofthe system through the elucidation ofhow to choose the work wavelength and optical antenna ofcommunication system．The structure and theoretical design parameter ofAPT subsystem have been presented through the discussion ofthe optical signal power estimation of APT sub-system，beam divergence angle，pointing error，and error signal extraction．Compared with existed optical wireless communication system，the design scheme proves applicable．Because of high requirement of maneuverability for the system，the beforehand emendation in APT technology has been analyzed with great exertion in the last part of the thesis．To obtain beRer value of beforehand emendation for maneuvering terminals，the movement chamcteristics of terminal must be understood well．Firstly，the motion time course for speed of 1 8kn under the condition of second level ocean wave was given through the numerical simulation of naval ships．Secondly，SPFM(Sliding Polynomial Fitting Method) was discussed and the arithmetic has been compared with PFM(Polynomial Fiuing Method)．Meanwhile，the model WaS corrected，and the parameters of arithmetic·-system sampling frequency，the length of sliding window and theexponent of fitting polynomial—·have been optimized．Finally，the small computing load and error，and the beRer estimation effect can be obtained when sampling frequency is more than 4Hz and sliding window is between 10 and 20 and polynomial exponent equals 3 or 4 by the computer-basedsimulation．When the speed of naval ships varies from 0 to 30kn，the estimated error is found increased．While the naval ships reach a certain speed，the estimated error will keep constant．Keywords：Optical wireless communication，APT,Least squares Method，Motion Simulation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

机载民用激光器性能综合测试∙本文主要介绍了激光器的主要性能指标，根据实际需要进行了激光性能测试设备的研究，提出了一种周全的激光性能测试设备研制方案，对该设备的结构设计、光路设计、以及测试方法作了详尽论述。

设备中利用两对相互垂直的P 分光镜和S分光镜以补偿偏振光在45°面上透反射率不同而造成的测量误差，进一步保证了激光能量测试的准确性。

误差分析结果表明该设备满足实际应用中对激光器性能的测试要求。

1引言激光器在国防、军事以及民用领域有着广泛的应用，如激光测距、照射，激光制导，激光雷达等等。

深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机，激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机衡量激光器优劣的主要性能指标，比如能量、功率、光束发散角和脉宽等，对其应用是至关重要的。

因此，在实际的激光器应用中，非常需要对激光辐射器的主要性能指标作出快速准确的测量，以检测激光器件实际上是否达到设计要求和应用要求。

而现有的激光性能检测仪是针对各参数独立测量，激光打标机没有一个综合的激光参数、功能测试平台，这样不仅测量的精度和效率低，而且测量参数不齐全，因此需研制高精度技术指标及要求的综合测试设备。

2激光器性能综合测试设备设计2.1结构设计激光器测试设备主要由光学系统、能量测试单元、波形分析仪、光束分析仪和光轴测量单元和控制系统等组成。

测试系统示意图如图1所示。

图1测试系统原理框图∙光轴测量仪由CCD摄像机、显示器和图像采集卡等组成，完成激光光轴与安装基准偏角测量。

光分仪由探测器、图像采集和显示、分析和计算软件等组成，完成激光光束性能分析，如光斑形状、光斑尺寸和远场发散角等。

波分仪由快速响应探测器、示波器和频率计等组成，用于完成激光波形和脉冲宽度测量，脉冲频率精度分析。

能量测量单元由电控小孔光阑、能量探测器和显示器等组成，用于完成激光单脉冲能量测量和光束发散角套孔法测量。

电控小孔光阑由CCD摄像机、小孔光阑阵列及驱动装置组成，采用自动变换的闭环控制，用CCD采集图像对准位置，信息送入计算机，由计算机给出位置误差，然后反馈控制小孔的位置移动。

光纤参数测量仪技术参数:
名称及型号
可开设实验
设备主要参数
光纤参数测量仪RLE-CB01
1、激光光源P-I特性测量实验；
2、光纤耦合效率测量实验；
3、光纤数值孔径测量实验；
4、“插入法”光纤损耗测量实验；
5、光纤几何参数测量实验；
6、光纤激光音频通信实验。
1.光源组件：
半导体激光器：输出功率：5mW，中心波长650nm±5nm，光束直径2×4mm，线宽＜4nm，光束发散角＜1.5mrad，功率稳定性<3%；
白光LED光源，P>1W，亮度连续可调，前端带毛玻璃匀光。
2.光纤准直镜：
通光孔径Φ1mm，接口FC/PC，用于光束准直。
3.机械组件：
精密光学导轨：L×W=1200mm×90mm，配套滑块、调节支座、支杆等调整部件。
4.耦合系统：
10×显微物镜，精密三维调整机构，微调精度0.002mm，FC/PC接口。
Байду номын сангаас8.像素尺寸标定件：
FC/PC陶瓷插针，不锈钢尾套，带测微尺，尺度总长1mm，分度值10um。
9.软件组件：
包含像素尺寸标定功能、可显示光纤端面图像、光纤端面光强三维分布图像、二维光强分布曲线，可计算折射率分布曲线，通过对光纤纤芯和包层图像进行滤波、边缘提取、椭圆拟合等处理，得到光纤参数：纤芯/包层中心、纤芯/包层最大、最小直径，用于求解光纤几何参数。
光电接收模块：响应波长400nm-1100nm，音频信号输出：MP3，5V供电，含音箱。
6.大气激光通信发射模块组件：
波长λ=650nm，P>1mW音频输入，调制带宽>2kHz。
7.光纤跳线：
4/125umum、9/125umum单模光纤跳线；62.5/125um多模光纤跳线；FC/PC接口；光纤数值孔径：0.2-0.5；光纤损耗测量精度为±0.01dB、光纤包/纤芯折射差范围精度±0.0001