基于RS编码及网格编码调制的光PPM通信纠错技术

分析了RS(Reed-Solomon)纠错码和网格编码调制（Trellis Coded Modulation,TCM）技术在光脉冲位置调制通信中的应用.在此基础上,提出了以RS码作为外码,以网格编码调制技术作为内码,用于光脉冲位置调制通信的新编码方案,能以几乎不减少通信速率的优势,提高传统RS码系统在时变带限光信道中的通信性能.模拟研究了在不同空间光信道条件下,传统RS码的符号正确传输率和误码率,并对网格编码调制的编码增益、RS码与网格编码调制级联时的编码增益进行了仿真研究,证实了本方案的有效性.     

无线激光通信技术的军事应用

无线激光通信技术凭借其技术优势,在军事通信中有广泛的应用前景。本文介绍了无线激光通信技术的原理,并说明了其军事应用成果。     

一种低重频高码率紫外光通信方法和系统

针对低重频光源要实现高码率数据传输的问题,采用紫外激光器作为光源,研究了4-PPM调制解调算法,在FPGA上实时实现该算法,并由此构建了一套基于紫外激光器的紫外光通信系统。外场通信实验表明,在紫外激光器脉冲重复频率为20kHz的条件下,通信系统可实现码率高达40kbit/s的数据传输,误码率优于10-4。     

紫外激光标记空气开关的工艺研究

激光器的打标速度、频率、填充间隔、电流、离焦量等工艺参数直接影响空气开关的打标效果。实验根据5因素4水平正交表L16(45)改变激光工艺参数,利用分光测色计和二维码扫描器对激光标记分别进行色差和读码率的测量,通过正交分析法和极差法研究激光工艺参数对打标效果的影响。研究表明：色差与读码率的数据趋于正比关系,并且存在一个阈值色差;当激光参数的速度为1 000 mm/s、频率为20~30 kHz、填充间隔为0.04 mm、电流为28 A、离焦量为-1 mm时,在空气开关上打标出点密度合适、色差对比度高、易于读取的二维码。     

紫外激光标记空气开关的工艺研究

激光器的打标速度、频率、填充间隔、电流、离焦量等工艺参数直接影响空气开关的打标效果。实验根据5因素4水平正交表L16(45)改变激光工艺参数,利用分光测色计和二维码扫描器对激光标记分别进行色差和读码率的测量,通过正交分析法和极差法研究激光工艺参数对打标效果的影响。研究表明:色差与读码率的数据趋于正比关系,并且存在一个阈值色差;当激光参数的速度为1 000 mm/s、频率为20~30 kHz、填充间隔为0.04 mm、电流为28 A、离焦量为-1 mm时,在空气开关上打标出点密度合适、色差对比度高、易于读取的二维码。     

长波红外无线激光通信脉冲宽度调制实验研究

为实现长波红外无线激光通信,建立了基于脉宽调制的长波红外无线激光通信系统模型,对系统性能进行了分析,给出了系统误码率的计算公式.搭建了实验系统,对CO_2激光器的平均输出光功率随占空比的变化情况进行了分析,对不同占空比条件下接收端对应的激光平均脉冲宽度以及脉冲宽度受噪声影响的随机变化情况进行了分析,得到了激光输出平均光功率、平均脉冲宽度与占空比之间的关系,以及脉宽的分布规律,并将实验结果与理论分析结果进行了对比,在此基础上得到了脉宽最佳判决门限和系统各类工作参数同误码率之间的关系.结果表明,基于CO_2激光器的脉冲宽度调制能够实现长波红外无线激光通信.     

紫外激光消融有机物的理论和实验研究

本文分析了紫外准分子激光对有机材料的消融过程,用理论模型解释了每个激光脉冲对有机材料的消融量与入射激光能量密度之间的关系.对于有机玻璃.当入射激光能量密度较高时,双光子过程将起主要作用.最后讨论了消融率随有机材料吸收系数之间的关系,对吸收系数较小的材料,消融率随吸收系数改变有一个极大值.     

空间激光通信研究现状及发展趋势

综述了空间激光通信的技术优势,总结了国外主要空间激光通信系统运行计划和相应的参数指标,重点介绍了空间激光通信技术在美国、欧洲、日本的研究现状,给出了激光通信的关键技术。指出了未来的空间激光通信技术不仅会使通信速率越来越高,其通信模式也会从点对点单一通信模式向中继转发和构建空间激光通信网络方向发展。最后对我国空间激光通信技术的发展作了简要介绍。     

激光—声通信研究

通过对多普勒相干检测方法的研究,开发了一套激光测振系统,可以通过对水面质点振动速度进行非浸入式的探测,进而获取水下声信息。本文对水面平静和波动两种情况下的激光声通信进行了研究,通过水池实验证明了探测和通信原理的正确性和可行性,给出了系统最小可探测声压级,对波动水面下的数据丢失情况进行了分析,并提出了可能的解决途径。     

紫外日盲通信系统中滤光膜的研究

紫外日盲通信凭借其优良的光学特性被越来越多地应用在光学系统中。紫外日盲通信系统与常规通信系统相比,具有结构简单、虚警率低、灵敏度高、隐蔽性强等独特优势。为了满足紫外通信系统的技术要求,提高信号采集效率,需要一种日盲光谱滤光膜来保证其稳定工作。根据薄膜理论,选择合适的紫外薄膜材料,在设计方面通过对独立敏感度和误差分布的分析与修正,降低了膜层的敏感度,同时在薄膜制备过程中通过逆向测试分析法,解决了由于设备与控制误差导致的膜厚问题。制备的紫外滤光膜在240~280nm透射率为86%,290~360nm波段截止度小于0.2%,并通过了国军标的相关环境测试。     

水下光通信PPM数字接收机的DSP实现

水下光通信充分利用了海水对激光的衰减窗口效应,具有隐蔽、安全、非接触和快速机动等特性,兼具无线通信和光纤通信的优点,其关键技术在于光收发端机的研制;PPM(Pulse Position Modulation)数字脉冲位置调制具有低平均功率和高峰值功率等特性,特别适合用于无线数字光通信。两者性能的融合需要高灵敏度数字光接收机的实现。利用阵列光电检测接收、高速A/D转换和信号处理等相关技术,采用DSP处理器,高灵敏度的数字光PPM接收机得以实现,实验和测试表明它大大降低了接收机对于整个系统信噪比的要求,获得了较好的性能。     

脉冲展宽下水下激光PPM信号解调方法的研究

在水下激光脉位调制(PPM)通信中,脉冲的时域展宽容易导致时隙串扰,进而严重影响通信质量。针对这一问题,对光PPM取样信号最大似然时隙(MLC)解调和最大累加计数样值(MAS)解调进行了改进。并根据激光脉冲水下传输后其能量分布的特点,在MAS解调的基础上,提出最大变权重累加计数(MVA)解调。计算机仿真结果表明,相比MAS解调,MVA解调时能明显改善时隙串扰情况下的PPM信号解调性能,并且对水下光信道的随机性有较好的自适应能力,证明了MVA解调方法的有效性,对水下激光无线通信的应用具有重要的实际意义。     

2.50 Gbit/s optical wireless communication system using PPM modulation schemes in HAP-to-satellite links

HAP-to-satellite, one of the important applications of FSO/OWC technology, which will be deployed in space in the near future. In this paper, we have presented analysis of 2.50 Gbit/s OWC system using PPM modulation schemes and a distance of 2500 km was achieved at BER 10⁻⁶ in HAP to satellite links.     

Spread spectrum-based ultraviolet communication with experiments

We report experiments of ultraviolet （UV） communication based on spread-spectrum technique. Field measurements via online UV communication are conducted to compare the system performances with and without spectrum spreading. The results indicate that the spread-spectrum technique is capable of suppressing noise in UV atmospheric scattering channel and therefore improve the system performance evidently. Details of implementation are also provided to make the results useful for similar system design in research on optical wireless communications.     

周期永磁磁场导引环形强流电子束研究

 利用磁场有限元法，计算了周期性布置的永磁铁内的磁场；利用流体模型分析了作用在束电子上的力并导出了改进Matheiu函数形式的径向力方程；利用2.5维PIC程序研究了束传输的物理过程。计算发现强流相对论电子束的稳定传输与束等离子体密度、束平衡位置、磁场的强度、磁场周期长度等有关。研究认为利用周期性永磁场导引数kA的环形电子束，使之稳定传输是可能的。     

Approach to extreme ultraviolet supercontinuum in a two-color laser field

In recent years, it has been shown that an intense few-cycle driving pulse combined with a weak control pulse could efficiently extend the harmonic spectrum in the generation of high-order harmonics (HHG). In this paper, we adjust the intensities of the driving and control pulse to generate broader extreme ultraviolet (XUV) supercontinuum. We find that in some special situation when the intensity of the control pulse equals to that of the driving pulse, a clean supercontinuum as long as 80 eV can be realized and a 53-as pulse can be straightforwardly obtained.     

焦耳级放电激励紫外预电离HF激光器

研制了一台采用紫外火花预电离和横向放电结构的非链式电激励脉冲HF激光装置,采用氢闸流管结合一级磁脉冲压缩开关的高功率电激励系统。实验研究了激光工作介质SF6,H2不同压强比和总工作气压对激光输出能量的影响,得出了最佳气体组分,确定了最佳工作气压。总气压在8.8 kPa,气体组分H2与SF6气压比为1:9时,获得最佳的激光输出,输出能量达到1.3 J,激光器的光电转换效率达到2.4%。:     

Surface modification of silica with ultraviolet laser radiation

A frequency-doubled copper vapour laser was used to irradiate the surface of silica with ultraviolet light at fluences of between 0.1 and 0.5 J/cm² per pulse for several hundred pulses. Analysis of the surface composition using time-of-flight secondary-ion mass spectroscopy (TOF-SIMS) shows that the relative surface-hydroxyl (OH) concentration decreases with increasing laser irradiance. This dehydroxylation results in silica surfaces with final-state hydroxyl concentrations similar to those obtained through the thermal treatment of silica at around 1000 °C. The mechanism for the dehydroxylation reported here, however, is more likely to be photolytic than thermal. Laser dehydroxylation allows for the selective and rapid dehydroxylation of silica offering many practical advantages over thermal dehydroxylation. The modified surface has significantly increased hydrophobicity compared to the untreated silica surface.     

焦耳级放电激励紫外预电离HF激光器

研制了一台采用紫外火花预电离和横向放电结构的非链式电激励脉冲HF激光装置,采用氢闸流管结合一级磁脉冲压缩开关的高功率电激励系统。实验研究了激光工作介质SF6,H2不同压强比和总工作气压对激光输出能量的影响,得出了最佳气体组分,确定了最佳工作气压。总气压在8.8 kPa,气体组分H2与SF6气压比为1:9时,获得最佳的激光输出,输出能量达到1.3 J,激光器的光电转换效率达到2.4%。:     

Application of Turbo codes in optical OFDM multimode fiber communication system

In this paper, Turbo Code is proposed in optical OFDM multimode fiber communication system in order to decrease the bit error rate (BER) of the system, which is mainly affected by the deep nulls of the magnitude response of multimode fiber in the high frequency region (above 3 dB). A simulation system in SIMULINK is established. Based on the system, the BER of the system with Turbo Code is compare to the systems with another two typical coding schemes including convolutional code (CC) and serially concatenated code (SCC) which uses a concatenation of convolutional and RS codes when transmitting 10 Gbps data over various length multimode fibers. Different transmitting rate is also considered. The results show that Turbo coded system has a lower BER than the other two systems and the Turbo coded system can transmit 10 Gbps data to the distance of 300 m with BER below 1e−6.