高性能高应变InGaAs量子阱脊型波导半导体激光器

介绍了利用分子束外延系统生长高应变InGaAs量子阱半导体激光器材料, 采用脉冲阳极氧化技术制作脊型波导半导体激光器. 4 μm条宽脊型波导半导体激光器在室温下单面连续输出功率达到50 mW. 腔长600 μm时, 器件阈值电流密度为300 A/cm2. 在100 mA电流下, 激光器的峰值波长为1.19 μm, 激光器的最大斜率效率为0.45 W/A. 在20℃至100℃温度下, 激光器的特征温度为129 K.     

云层信道光通信链路误码率及性能改善途径分析

云层粒子多次散射引起激光脉冲时间扩展,造成接收信号出现码间串扰.首先使用蒙特卡洛光线追踪法对不同云层光学厚度下,云层的激光脉冲时间响应进行了仿真,并将仿真结果拟合为双Gamma函数.然后建立了云层信道最大码元传输速率计算模型和带均衡的云层信道时间响应模型,并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型.通过仿真得出:数据传输速率自适应和信道均衡能有效地对云层多次散射效应进行抑制,改善系统误码率性能.     

滑模控制对激光通信ATP系统跟踪性能的改善

为提高激光通信捕获、跟踪、对准(ATP)系统粗精复合控制的跟踪精度,提出了指数趋近律的离散滑模控制方法.建立了ATP系统跟踪控制模型,设计了滑模控制器组成的精跟踪控制系统,对动态滞后跟踪性能进行仿真研究.结果表明,相对于频域设计法,滑模控制可增加系统的控制带宽,在较宽的范围内对粗跟踪系统产生的随机误差有较强的抑制能力.     

机动平台与卫星间激光通信捕获系统仿真研究

假设初始指向在方位和俯仰方向的误差来源独立且同分布,CCD噪声电流服从标准的正态分布,CCD平均信号服从泊松分布,在此基础上创建捕获仿真系统.捕获系统采用光栅螺旋扫描和扫描/跳步的捕获方式,给出了最大捕获时间和捕获概率的计算公式.通过运行仿真程序,分析了两个终端的相对速度对捕获系统的影响情况,对捕获系统的各项参数进行了优化选取,并提出了带速度补偿的扫描捕获路径算法,提高了系统的捕获概率.     

正规方程组求解激光束质量M2因子方法的研究

为提高双曲线拟合精度和速度,克服M ²因子测量过程中受到随机误差的影响,采用正规方程组拟合双曲线的方法,给出了三角分解法求解正规方程组的快速数值算法。实验结果表明,采用正规方程组求解光束质量M²因子与奇异值分解法所得结果是一致的,且该方法速度快、精度高,运算速度可提高一个数量级。     

激光光束质量参数测量中的奇异值分解

基于奇异值分解拟合双曲线方法, 对激光光束质量参数进行测量. 通过分析激光光束质量参数测量中应用正规方程组拟合双曲线的优缺点, 给出采用奇异值分解拟合激光光束束宽变化双曲线的拟合优度判断方法, 并对比了奇异值分解和正规方程组两种双曲线拟合方法的拟合精度. 结果表明, 在激光测量中, 用奇异值分解方法拟合曲线, 在曲线拟合精度和曲线拟合优度上均取得较好效果.     

半球结构亚波长光栅抗反射性质的研究

利用多台阶圆柱结构近似与严格的耦合波理论研究了化学方法制作出来的新型的半球结构的亚波长光栅的光学性质, 此光栅制作技术简化了可见光波段光栅的制作工艺. 通过计算机模拟与数值计算, 证明了半球结构亚波长光栅具有良好的抗反射性能. 给出了两种光栅设计方案. 第1种方案下, 光栅能够达到3.4416×10^-7的低反射率, 适用波段为0.46~0.7 μm, 入射角变化范围为±12°; 第2种方案下, 光栅的适用范围较广, 适用波段为整个可见光波段, 入射角变化范围为±23°, 所能达到的最低反射率为3.112×10^-4.     

空地光通信系统空间链路的建模与仿真

用拟合方法得出大气消光系数随高度的变化关系,进而建立激光大气传输衰减模型;以无湍流影响时到达接收机的光强为均值,根据对数振幅起伏方差求出光强闪烁方差,用高斯随机数模拟光强闪烁;建立了光扩束和视轴失配所引起的光损耗模型.在Matlab/Simulink平台上开发了仿真程序,其可作为完整的空间链路模块,在空地光通信仿真中直接使用.仿真结果与理论分析具有一致性.     

激光在大气中传输特性的仿真研究

大气对激光传输产生光强闪烁、光束漂移及光斑扩展等影响,严重限制了激光通信、激光测距等系统的工作性能。因此全面开展大气信道中激光传输特性研究是十分重要和必要的。主要研究建立了大气吸收、大气散射衰减效应理论模型及光强起伏、光束漂移和光斑扩展等大气湍流效应影响模型。在分析各模型的基础上,重点进行大气吸收、散射理论模型的仿真和大气湍流对激光传输特性影响模型的仿真。仿真结果表明:大气的吸收和散射将对功率产生衰减;大气抖动引起的激光散斑效应、光束偏折和扩展效应将影响跟踪精度和视轴对准精度;大气湍流引起的光功率波动效应将影响通信的速率和误码率。     

夏克-哈特曼阵列光斑质心探测误差比较

在相同信噪比的情况下,通过数值仿真对夏克-哈特曼波前传感器阵列光斑的4种质心探测算法进行质心探测误差对比.仿真结果表明,强加权质心算法具有较好的适用性,该算法在信噪比小于5时,质心探测误差低于0.5像素.在对阵列光斑进行质心探测时,同时考虑质心探测误差和探测速率,有效提高了质心探测的准确性和快速性.