研究目的
研究大气湍流对单模或模式复用自由空间光信道的影响,包括信道透射率和模式间串扰系数。
研究成果
所提出的框架为分析湍流对单模和模式复用光信道的影响提供了一种全面的方法。它提供了用于快速参数估计的简单解析表达式,以及用于更精确建模的数值方法。实验结果验证了理论预测,在高透射率值(此时高阶效应占主导地位)之外均显示出良好的一致性。
研究不足
一阶近似在高透射率值下因高阶相位畸变而失效。该模型的准确性取决于对湍流参数(如弗里德参数)的正确估算。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于冯·卡门湍流模型的理论框架,分析湍流对光信道的影响。实验包含数值模拟与湍流腔内的实测数据。
2:样本选择与数据来源:
通过控制湍流腔内温差进行实验测量,以模拟不同强度的湍流环境。
3:实验设备与材料清单:
使用单模光纤(780-HP)、准直器(焦距F=11mm)、基于液晶的空间光调制器(SLM)、放大光电二极管及通用数据采集板卡。
4:实验流程与操作步骤:
将光功率耦合入单模光纤后准直,穿过湍流腔进行探测,测量透射率与模间串扰并与理论预测值对比。
5:数据分析方法:
采用统计技术分析实验数据,与湍流效应的理论模型进行比对。
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获取完整内容-
single-mode fiber
780-HP
Mode filtering for the optical setup
-
collimators
F = 11 mm
Beam forming
-
spatial light modulator
SLM
Mode conversion using liquid-crystal-based technology
-
amplified photodiode
Conversion of fiber-coupled optical power to electrical signal
-
universal data acquisition board
Digitization of the electrical signal at a sample rate of 1000 Hz
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