空间激光通信技术的空间光通信的特点及关键技术
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发布时间：2022-05-12 07:23
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时间：2024-02-19 14:45
这是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。ATP系统通常由以下两部分组成:
(1)捕获(粗跟踪)系统。它是在较大视场范围内捕获目标,捕获范围可达±1°～±20°或更大。通常采用阵列CCD来实现,并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构完成粗跟踪即目标的捕获。粗跟踪的视场角为几mrad,灵敏度约10pW,跟踪精度为几十μrad;
(2)跟踪、瞄准(精跟踪)系统。该系统的功能是在完成了目标捕获后,对目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应的电子学伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百μrad,跟踪精度为几μrad,跟踪灵敏度大约为几nW。 在地2地、地2空的激光通信系统的信号传输中,涉及的大气信道是随机的。大气中的气体分子、水雾、雪、霾、气溶胶等粒子,其几何尺寸与半导体激光波长相近甚至更小,这就会引起光的吸收、散射,特别是在强湍流的情况下,光信号将受到严重干扰甚至脱靶。因此,如何保证随机信道条件下系统的正常工作,对大气信道的工程化研究是十分重要的。自适应光学技术可以较好地解决这一问题,并已逐渐走向实用化。 此外,完整的卫星间光通信系统还包括相应的机械支撑结构、热控制、辅助电子学等部分及系统整体优化等技术。
这些技术的难度较大,但也是十分重要的。总的来讲,空间光通信是包含多项工程的交叉科学研究课题,它不仅在空间要完成一系列重要的技术功能,还需要有步骤地从地2地、地2空、空2空获取许多试验数据和技术考验。 值得提出的是,空间光通信的发展是与高质量大功率半导体激光器、精密光学元件、高质量光滤波器件、高灵敏度光学探测器及快速、精密的光、机、电综合技术的研究和发展密不可分的。近几年来光电器件、激光技术、电子学技术的发展,为空间光通信奠定了物质基础,在人力、物力上也作了准备,更由于信息社会发展的需要,空间卫星间激光通信已是指日可待了。
