大气信道激光通信系统光束偏振特性

陶宗慧,刘唯奇,陈亚楠,倪小龙,娄岩,刘显著,姜会林

(1.长春理工大学 空间光电技术研究所,吉林 长春 130022;2.63856部队,吉林 白城 137001;3.中国电子科技集团公司 光电信息控制和安全技术重点实验室,天津 300308)

0 引言

现代战争是信息化战争,信息获取及传输能力决定了战争走向。为适应现代化战争、维护国家安全,激光通信技术以其自身的技术特点,成为未来战场实现高速、高保密性数据传输的有效手段。

空间激光通信技术中的很多链路都要经过大气如地对地链路、飞机对地链路、卫星对地链路等,大气环境对激光通信系统的影响不能忽视[1-2]。激光通过大气信道传输时会产生大气衰减效应及大气湍流效应。这些效应会使激光信号探测性噪比降低,捕获瞄准跟踪系统工作不正常,从而导致通信突发错误甚至中断[3-4]。因此,解决大气的影响是国内外空间激光通信研究亟需解决的关键问题。经过实验研究发现,不同偏振态的激光受大气影响程度也不同。如果对激光通信系统的通信光与信标光同时进行偏振特性优化,则可以很大程度地提高激光通信系统的通信质量和跟踪对准精度,实现低成本、高性能、高稳定性的大气激光通信。早在1964年,Niblack等首次提出了利用激光偏振态特性调制进行信息传输的思想[5],但由于当时处于光通信研究的初期阶段,技术条件不足,该观点并没有引起研究人员的注意。自从法国自然哲学家Arago在1899年首次科学性地观测到天光的偏振现象后[6],大气的偏振特性才引起科学家们的重视,并开始对光偏振特性在光通信领域的应用研究且越来越细致和完善化。……