大气激光通信机基本参数测试
激光大气传输相关参数
激光大气传输相关参数
激光大气传输相关参数指的是影响激光在大气中传输性能的各
种因素和参数。
这些参数包括大气折射率、可见性、气压、温度、湿度、风速、气溶胶浓度等。
其中，大气折射率是影响激光传输距离和稳定性的主要因素之一，其变化受以上其他因素的影响。
因此，精确的大气折射率模型和实时监测系统是激光大气传输中必不可少的关
键技术。
此外，气溶胶是影响激光传输损耗和散射的主要因素之一，其浓度和大小分布对激光传输的影响也需要进行研究和考虑。
对这些参数的深入研究和掌握，可以为激光大气传输的实际应用提供更为精准和有效的技术支持。
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近地实用激光大气通信系统设计
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光通信技术
2000 年第 3 期
可靠性是对一个设备或一个系统投入使用时无 故障工作能力的度量。对通信设备或系统来说，可靠 性是至关 重 要 的。 如 果 系 统 可 靠 性 不 高，经 常 出 故 障，就失去了实际使用的价值。衡量本系统的可靠性 是采用可通率这个指标。国际规定系统年可通率为 93% ，也就是一年只允许中断通信 613 . 2 小时。这对 一般传统的通信来说要求显然不高，完全能够做到。 但对半导体激光大气通信来讲，因受外界气候影响太 大，在各种气候条件（晴、雨、雾、霾、雪、湍流效应等） 下，大气信道传输特性是不一样的，这样会影响传输 质量，甚至中断通信。为确保通信质量，提高系统可 通率，必须要研究解决影响大气传输的一些关键技术 问题。例如，采用加长天线套筒以减小天线有效数值 孔径的方法来降低背景噪声，采用光源发射功率自动 补偿的方法来保证开通率等等。国内在这方面也做 了一些工 作，积 累 了 一 定 的 经 验。 借 鉴 国 外 先 进 经 验，采用上述补助手段，可以使系统的可靠性得到保 障。
2
。
对于传输距离为 4km 的地面大气激光通信系统
因要考虑到光学天线加工制作简单、实用并注重价格
性能比，就目前的技术水平，光学天线的效率可做到
!T = 0 . 5，!R = 0 . 5，参考国际同类产品光接收天线的 有效孔径可定为 dr = ll0mm。
对于地面大气中传输的通信系统，信道衰减直接
受环境因素的影响。不同天气综合衰减因子# 的值 差别很大。表 l 是一个典型的不同天气时的综合衰
2 激光大气通信机总体功能框图及各主要部 分设计考虑
半导体激光器的体积小、重量轻、寿命长等优点 是其它类型的激光器所无法比拟的，是光通信系统首 选的激光器。对光纤通信系统、激光无线通信系统也
大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究
利用光学元件将光束分散成多个子光束，再对子光束进行独立检测 和处理，最后合并成原始信号，以减小光强闪烁的干扰。
自适应光学技术
通过实时检测波前畸变并对其进行校正，以提高光束质量和减小光 强闪烁。
新型抑制技术的提
基于深度学习的光强闪烁抑制技术
利用深度学习算法对大量光强闪烁数据进行训练和学习，建立光强闪烁的预测模型，并 根据预测结果对光强闪烁进行抑制。
选择适当波长的激光器，搭建稳 定可靠的发射与接收系统，确保 光信号的准确传输。
大气信道模拟
通过模拟不同的大气湍流条件， 如风速、温度、湿度等，以研究 光强闪烁现象。
参数设置与优化
根据实验需求，设置合适的激光 功率、传输距离、接收孔径等参 数，并进行优化以获得最佳的实 验效果。
数据采集与处理方法
01
加强实际应用中的验证和测试：将研究成果应用 于实际的大气激光通信系统中，进行长期的验证 和测试，以评估技术的实用性和可靠性，并不断 优化和改进系统性能。
探索更加有效的抑制技术和方法：在现有抑制技 术的基础上，进一步探索更加有效的技术和方法 ，如新型光学天线设计、智能控制算法等，以进 一步提高大气激光通信系统的性能。
光子计数技术
采用单光子探测器对光信号进行探测和计数，从而有效避免光强闪烁对通信性能的影响 。
偏振复用技术
利用不同偏振态的光束在传输过程中具有不同的闪烁特性，通过偏振复用将多个独立的 光束合并成一个复合光束进行传输，以降低光强闪烁的干扰。
抑制技术的性能比较与优化
性能比较
对现有抑制技术和新型抑制技术进行实验验证和性能比较，包括抑制效果、系统复杂度、成本等方面 。
光强闪烁是由大气湍流引起的，会导致激光束在传输过程中强度随机变化。
大气无线激光通信心疼
无线激光通信概念图 光学接收 机
激光器
调制器
发射机光学天 线
接收机光学 天线
调制器 激励器 光信号
无线电接 收机
编码器 已还原信号 信息 信息信 号
解码器
因此ATP是光通信成功的关键所在。使之始终保证双方处于对准状态。光天线在接收到光 信号之后，经过光学分束，信标光的一部分至粗对准探测器，输出信号由粗对准控制，驱 动粗对准机完成粗对准，信标光的另一部分经精对准机构，分光片至精对准探测器，由精 对准控制器控制精对准机构王城双方的精确对准和跟踪，信号有信号探测器检测。在发送 端和接收端各有一个光收发信机，将需要传送的信息调制到激光信号上，通过大气信道传 输到接收端。由于大气对光信号具有衰减效应，大气湍流还会引起光斑的漂移，因此在收 发端机用自动跟踪瞄准系统来修正大气湍流残剩的光斑漂移，但是由于大气中存在多种随 机现象，接收机检测到的关心好会有强度的起伏和光斑中心的随机抖动。而对于短距离激 光通信我们也可以采用望远镜, 2.光发射机主要包括激光器，调制解调器，核心是激光器。激光器需要两只，一只是信标 激光器，一只是信号激光器。信标激光器用作ATP系统，信号激光器具有良好的光束质量 和频率响应。激光器的波长应该选择比较成熟的技术，具有良好的可靠性。 3.接收机主要包括光探测，低噪声前置放大和信号处理电路。光探测器的主要功能是（1） 探测对方发过来的信标光，确定信标光的位置，计算位置误差信号，驱动ATP单元，校正 接收天线的方向和完成天线的粗对准。（2）在粗对准完成之后，利用信号光在四象限探 测器上的位置，由ATP系统完成双方天线的精对准和跟踪。（3）探测双方发过来的光信号， 解调出有用的信息 4.信号源的信号可以是语音，图像和数据以及视频，经过编码后，调制为双方约定的格式， 有天线发射出去，编码可以采用开关键控，相位调制编码ppm等 5.通信信道 大气中的各种自然现象会对光信号的传输照成影响，但他们会对不同波长的光照成的影响 不一样，所以选择合适的波长的光来保证光信号传输足够远的距离。这里窗口就是在介子 中合适某段激光传送的波段。
大气激光通信系统的研究
大气激光通信系统的研究重庆理工大学文献综述文摘：激光信息在大气中的传输是大气光学领域最活跃的研究热点之一。
由于激光本身所具有的高强度、高相干性、高单色性和高方向性等特性，从而有容量大、波束窄、速度快、保密性好和抗干扰性强等优点，因此激光成为无线光通信中最理想的载体。
本文概述了大气激光通信的基本原理和发展，介绍了大气激光通信的特点和应用。
以一种能实现计算机间通信（能传输语音和数据）的新型以太网接口大气激光通信系统为例，结合实验研究，介绍了该系统的发射机和接收机。
并针对大气无线激光通信系统，本文深入地研究了大气湍流信道中随机光强信号的检测方法，对激光束在大气湍流信道中的传输进行了仿真和建模，并对实际的大气湍流信道进行了测量。
关键词：大气激光通信光发射终端光接收终端损耗特性激光I.激光通信概述1960年激光的出现极大地促进了许多学科的发展，其中也包括通信领域激光以其良好的方向性、相干性及高亮度性等特点成为光通信的理想光源。
将激光应用于通信，掀开了现代光通信史上崭新的一页，成为当今信息传递的主力军。
激光通信是以激光光束作为信息载体的一种通信方式，和传统的电通信一样，它可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。
其中，有线激光通信就是近年来发展迅猛的光纤通信。
无线激光通信也可称为自由空间激光通信，它直接利用激光在大气或太空中进行信号传递，可进行语音、数据、电视、多媒体图像等信号的高速双向传递。
这是目前国际上的一大研究热点，世界上各主要技术强国正投入大量的人力物力来抢占这一领域的技术优势。
根据使用情况，无线激光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网络状通信。
在本文中，我们主要研究的是点对点的通信。
此外，根据传输信道的不同，无线激光通信又可分为:大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通信川。
大气激光通信是自由空间激光通信的一个分支，它以近地面大气作为传输媒介，是激光出现后最先研制的一种通信方式。
大气激光通信系统主要由光源、调制器、光发射机、光接收机及附加的电信发送和接收设备等组成，只要相互进行瞄准即可进行通信。
一种大气激光通信信道测试系统的设计
一种大气激光通信信道测试系统的设计冯杰;徐林【摘要】介绍了一种大气激光通信信道测试系统的设计方案,并使用该系统在桂林进行了长期的大气信道测试.通过对测试数据的处理分析,给出了天气状况与FSO设备通信质量的关系.%A testing system about laser atmospheric transmission characteristics for free space optical communication (FSO) is introduced in this paper. Using the system, a long-term laser atmospheric transmission characteristics test was completed. The testing data is analyzed and the relation of weather status and FSO communication quality is present.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】3页(P51-53)【关键词】FSO;大气激光通信;信道测试;环境指标【作者】冯杰;徐林【作者单位】总参信息化部驻桂林地区军事代表室,广西桂林541004;中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN929.120 引言大气激光通信是一种无需光纤进行通信的方式，是现代光纤通信技术与无线电通信技术的结合。
大气激光通信不使用光纤等导波介质，直接利用激光在大气环境中进行信息传递。
它与其它无线通信技术相比具有带宽大、抗电磁干扰能力强、对其它传输设备不干扰、保密性强、小型化、成本低、安装便捷、使用方便等优点，因此在目前的高科技通信领域已引起了各国的高度重视。
虽然大气激光通信技术具有上述的种种优点，但由于其传输信道是大气，易受雨、雪、雾、霾、云、尘埃、大气湍流等各种环境影响，造成大气激光通信系统的稳定性较差，例如在晴天通信距离能达到5km的大气激光通信系统，大雾时可能连1km也无法保证。
激光通信速率测试标准
激光通信速率测试标准
激光通信速率测试标准主要包括以下几个方面：
1. 信号质量测试：测试信号的幅度、频率和相位等参数，确保信号质量符合要求。
测试信号的误码率，确保通信系统的误码率在可接受范围内。
测试信号的抖动和漂移等参数，确保信号的稳定性。
2. 传输性能测试：测试通信系统的传输速率和带宽，确保系统能够满足业务需求。
测试通信系统的时延和时延抖动等参数，确保系统能够满足实时性要求。
请注意，以上只是一些基本的测试标准，实际的测试过程可能更加复杂，需要综合考虑各种因素，如通信距离、环境条件、设备性能等。
因此，在进行激光通信速率测试时，应遵循相关的测试标准和规范，确保测试结果的准确性和可靠性。
气体激光器主要参数测试方法
气体激光器主要参数测试方法气体激光器主要参数测试方法气体激光器是一种将气体作为激发介质产生激光的激光器，其主要参数包括激发能量、谐振腔长度、气体种类、放电电压等。
这些参数的精确定量测对于气体激光器的性能及其工业应用具有至关重要的作用。
本文将介绍气体激光器主要参数测试方法。
1. 激发能量测试方法激发能量是气体激光器产生激光的基本要素，其测试可采用多种方法，其中最为常见的方法是利用光电效应测量激光脉冲产生的电荷量。
经过一定的校准，可以得到准确的激发能量数值。
此外，也可以通过量热法或热电测温法获得激发能量。
2. 谐振腔长度测试方法谐振腔长度也是气体激光器的重要参数，一般采用激光干涉仪进行测试。
测试时，首先在激出的激光光束上放上一个分束器，使其分为两束，然后经过反射后再汇聚成一束光。
根据叠加原理，两束光相互干涉后会产生干涉条纹，通过计算干涉条纹的宽度可以获得谐振腔长度。
3. 气体种类测试方法气体种类是气体激光器发射波长和输出功率的主要影响因素，最为常用的测试方法是采用质谱仪和气相色谱仪进行分析。
利用质谱仪可以确定气体成分及浓度，气相色谱仪则可以通过分离不同组分来判断气体种类。
4. 放电电压测试方法放电电压是产生激光的基本条件之一，其测试方法主要包括直接测量法和间接测量法两种。
直接测量法是采用电压表测量放电电压，但该方法存在着误差较大、不便于连续监测等问题；间接测量法则是通过激光器产生的电流或功率信号来计算出电压值，其优势在于测量精度高、连续监测方便等。
综上所述，气体激光器的主要参数测试方法包括激发能量测试、谐振腔长度测试、气体种类测试以及放电电压测试等方面。
在实际测试中，应根据具体的激光器型号以及测试要求选择合适的方法，以确保测量结果的准确性。
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大气激光通信机基本参数测试
2011/08/19
【产品介绍】
此红外线传输设备为上海毅得通讯设备有限公司生产的AO-1系列，可以在300m 至4000m 之内保证高质量的宽带数据通信，通信速率为155Mb/s （11/13/14）和622Mb/s(12)，通信端机正面示意图如图1：
Pin 探测器
口径
红光指示发射器
图1 通信端机正面示意图
通信端机背面示意图如图2：
尾纤
外置光源尾纤
显示区
PIN 探测器显示区
显示区域
接线区域
望远目镜
图2 通信机背面示意图
图2中，
TX：外接光源指示灯，灯亮表示正常
PW：电源接通指示灯，灯亮表示正常
LD1：指示红光指示灯，灯亮表示正常
LD2：内置光源指示灯，灯亮表示正常，内置LD6dBmW（4mW），发散角为0.8mrad。
PIN探测器显示区显示1023为最小，显示0000为最大，155M动态范围为：-4~-30db。
电源红线接地，黄线接负极。
1.通信机信号光源发射端前功率
使用3Sigma功率计及PM3探头，因为通信机光源发射端面处的光斑直径比较小（小于PM3探头面积），且功率小于4mW ，故将光直接打在PM3探头上分别测量信号光源发射功率，测试结果如表1：
表1通信机信号光源发射端前功率
1号通信机相比2号通信机功率略小。
产品说明中提到内置LD的发散角为0.8mrad，在做整体实验前，我们需要对其进行测量。
在科技楼12楼楼道内，将通信端机置于楼道一端，因激光器有一定的发散角，（假定激光器束腰在距发射端口较近的距离下，在相距40m的距离处形成一定直径的光场分布（初步估计约约3~4cm）。
我们采用3Sigma功率计及OP-2功率探头（直径5mm）对此处光场分布进行测量。
）。
在试验时，距离发射机端口有近及远测量中，发现在约40m处，OP-2（直径5mm）探头接收到的功率最大，说明激光器的束腰在该位置。
要想测得其发散角需要进行远距离测试。
2.1（2）号指示红光与2（1）号接收口径轴线夹角
在实验测试中，发现指示红光与PIN探测器接收光学系统不同轴，故需对其角度进行测量计算。
在科技楼12楼楼道内，将两个通信端机分置在相距40米的两处，用经纬仪测量1（2）号机指示红光与2（1）号机接收口径轴线水平与垂直夹角，测量结果如下：
（1）1号机指示红光与2号机接收口径中心位置水平夹角为：2.3mrad
（2）1号机指示红光与2号机接收口径中心位置垂直夹角为：0.8mrad
（3）2号机指示红光与1号机接收口径中心位置水平夹角为：4.0mrad
（4）2号机指示红光与1号机接收口径中心位置垂直夹角为：5.6mrad
由于在实验中还发现2号机PIN探测器接收光学系统本身不同轴，以其接收信号最强点为参考重新测得1号机指示红光与2号机接收信号最强点水平与垂直夹角：
（5）2号机指示红光与1号机接收信号最强位置水平夹角为：4.4mrad
（6）2号机指示红光与1号机接收信号最强位置垂直夹角为：5.2mrad
在远距离测量时，可依据此数据对信号光位置进行估算，更方便于实验调节过程。