相干光通信中的90176;光混頻器

1、分類號密級UDC學位論文相干光通信中的90光混頻器（題名和副題名）周凌堯周凌堯（作者姓名）指導教師姓名廖云教授教授王云祥王云祥講師講師（職務、職稱、學位、單位名稱及地址）申請學位級別工學碩士專業(yè)名稱光學工程論文提交日期2011年04月論文答辯日期2011年05月學位授予單位和日期電子科技大學答辯委員會主席評閱人2011年06月14日注1注明《國際十進分類法UDC》的類號萬方數(shù)據摘要I摘要激光應用于通信領域主要有光纖通信和自由空間（包括大

2、氣、水下、太空等）通信兩種形式，目前廣泛使用的強度調制直接檢測方式并不能充分發(fā)揮激光光束相干長度長、發(fā)散角小、頻帶資源豐富的優(yōu)點，利用本振光和信號光進行相干混頻的相干光通信技術具有靈敏度高、波長選擇性好，頻帶利用率高等優(yōu)點，特別在星間通信領域相比于現(xiàn)有的RF通信方式有著巨大的優(yōu)勢。零差相干光通信的靈敏度可達到量子極限，在該通信方式中，要保持信號光與本振光的相位鎖定，使得光鎖相環(huán)被應用到了星間相干光通信的接收機上。綜合比較平衡鎖相環(huán)、決策

3、驅動環(huán)、同步位鎖相環(huán)和振蕩鎖相環(huán)等光鎖相環(huán)性能發(fā)現(xiàn)，Costas鎖相環(huán)對激光器線寬要求更低，技術成熟，易于實現(xiàn)，因而被用于本振信號光的鎖相控制。24端口90光混頻器是Costas鎖相環(huán)中的關鍵元件之一，與其它光混頻器相比，其在相位噪聲抑制方面的綜合性能最好.本論文著重對該混頻器進行理論和實驗研究。本文介紹了一種采用空間光學結構，利用分光、偏振變換、相位延遲等原理實現(xiàn)的24端口90光混頻器。分析了該結構的相干混頻原理，建立了相位誤差理論分

4、析模型，分析結果表明，同相正交支路的光程差導致的相對相差偏差不超過0.628mrad，波片快（慢）軸方向誤差對相鄰兩支路之間的相對相差沒有影響，但是會影響IQ支路之間的相對相差。計算得到該光學系統(tǒng)總的光耦合效率P光為37.8%，S光為42.2%。本文中選用尺寸為12.7mm的光學元件搭建了90光混頻器并進行了測試，所用激光器波長為1064nm。通過實驗測得四束輸出光的相對相差與理論值0、90、180、270的平均偏差為4，最大不超過8，