[01438657]近地无线光通信系统的湍流大气干扰机理与优化抑制方法

本课题来源于国家自然科学基金。大气湍流造成自由空间光（FSO）通信链路性能严重降低。受体积、重量、成本等限制,某些场合难以使用大孔径接收、空间分集、自适应光学等已有方法来补偿大气湍流影响。从不同理论视角出发,研究大气湍流对自由空间光通信的影响机制,可为探索湍流影响补偿方法提供新思路。本项目从揭示光束初始部分相干性、光脉冲的时间非平稳性、孔径中心遮挡等对大气湍流中的光信号传输与接收的影响机制入手,深入研究了光信号传输和接收与这些因素间的错综复杂依赖关系,并提出了基于光束初始相干参数优化的大气湍流影响补偿方法。 本项目完成的具体内容包括： （1）高斯-谢尔模态光束大气湍流传输漂移时间谱、部分相干脉冲光束经大气湍流传输后的空频域二阶统计量、任意幂律谱湍流中的窄带光脉冲时间展宽、受大气湍流影响的圆环孔径接收光信号到达角起伏方差和空间光到单模光纤平均耦合效率、部分相干光大气湍流自由空间光通信链路的接收光功率起伏时间谱均方根带宽等问题的理论建模与分析; （2）提出了基于光束初始相干参数自适应优化的大气湍流影响补偿新方法。 本成果有助于深刻理解大气湍流对自由空间光通信系统的光信号传输和接收的影响,为补偿自由空间光通信中的大气湍流影响提供了新途径,也为与激光大气传输相关的领域提供了共性理论。