自由空間光通信
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
自由空間光通信的實例教程
摘要
自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。
用階躍折射率光纖模擬任務
光線追跡系統分析儀
線偏振光纖模式
現場跟蹤結果：能量密度
用梯度折射率光纖模擬任務
現場跟蹤結果：能量密度
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion技術
摘要
自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。
用階躍折射率光纖模擬任務
光線追跡系統分析儀
線偏振光纖模式
現場跟蹤結果：能量密度
用梯度折射率光纖模擬任務
現場跟蹤結果：能量密度
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion技術
電光式焦平面陣列的(a)輸出光斑質量，(b)光束掃描點圖，(c)波長輔助補盲，(d)激光掃描功能
應用領域：空間光束掃描、激光通信、激光雷達、激光投影、激光測量
西北工業大學團隊借助薄膜鈮酸鋰優異的電光性能首次實現了電光式焦平面陣列光束掃描芯片，其速度和能耗等性能相比現有熱光式焦平面陣列提升了兩個數量級。
項目團隊開發的焦平面陣列掃描芯片在掃描光束質量和掃描角控制等方面具備顯著優勢。例如：該方案可以產生圓形的、無旁瓣、發散角較小的掃描光束，光斑質量更好。基于薄膜鈮酸鋰的焦平面陣列僅需在相應的選通路徑上施加驅動電壓，可以用數字電壓信號進行驅動，而無需控制所有通道，也無需相位校準，控制復雜度大幅簡化。該方案無需波長調節即可實現二維光束掃描，在二維光束掃描方面更具優勢。
基于電光式焦平面陣列掃描芯片在空間激光通信、遠距離激光掃描與測量、激光投影等應用領域具有應用前景。通過集成大規模光柵輻射器陣列，可以提升掃描范圍并提高掃描精度，有望在更多領域獲得實際應用。
論文鏈接地址： https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acsphotonics.5c00188
展開 </span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 紅外自由空間光通信系統可能需要使用可見激光束進行初始對準。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 點激光器可用于對準機器，例如旋轉軸的位置。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 與位置敏感探測器結合使用，可以準確監控設備的微小移動。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 當構建紅外 體激光器或光學參量振蕩器時，可見光準直激光器可以極大地幫助找到激光諧振腔的初始近似對準。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 線激光可以指示紡織機將在何處切割織物、鋸將在何處撞擊某塊木頭等。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 十字激光還可用于指示垂直方向，例如用于切割矩形塊。</span></p><p><br></p><p><strong>輸出功率</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">許多準直激光器具有相對較低的光功率，約為1 mW 或更低，可能屬于最低的激光安全等級1。然而，也可以使用其他裝置來發射更高的功率，例如數百毫瓦。在這種情況下，直接射到人眼的光束必須被視為危險的，并且必須相應地使用激光。
展開 此外，由于光開關陣列同時可以實現任意比例的光功率分配，因此可以選擇性地點亮某些光柵輻射器，實現如圖3d所示的激光投影功能。
圖3. 電光式焦平面陣列的(a)輸出光斑質量，(b)光束掃描點圖，(c)波長輔助補盲，(d)激光掃描功能
應用領域：空間光束掃描、激光通信、激光雷達、激光投影、激光測量
西北工業大學團隊借助薄膜鈮酸鋰優異的電光性能首次實現了電光式焦平面陣列光束掃描芯片，其速度和能耗等性能相比現有熱光式焦平面陣列提升了兩個數量級。
項目團隊開發的焦平面陣列掃描芯片在掃描光束質量和掃描角控制等方面具備顯著優勢。例如：該方案可以產生圓形的、無旁瓣、發散角較小的掃描光束，光斑質量更好。基于薄膜鈮酸鋰的焦平面陣列僅需在相應的選通路徑上施加驅動電壓，可以用數字電壓信號進行驅動，而無需控制所有通道，也無需相位校準，控制復雜度大幅簡化。該方案無需波長調節即可實現二維光束掃描，在二維光束掃描方面更具優勢。
基于電光式焦平面陣列掃描芯片在空間激光通信、遠距離激光掃描與測量、激光投影等應用領域具有應用前景。通過集成大規模光柵輻射器陣列，可以提升掃描范圍并提高掃描精度，有望在更多領域獲得實際應用。
論文鏈接地址：https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acsphotonics.5c00188
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自由空間光通信的最新內容
什么是波導？2個月前
自由空間光（FSO）通信就是一個重要示例，它在空氣（即自由空間）中傳播光信號，以在發射器和接收器之間傳輸數據。
光子集成電路
此外，光學波導還可在光子集成電路（PIC）中用作電路的“導線”，它們相當于電子集成電路（IC）中的常規導線，但其傳輸信號的方式是光，而非電子。波導可用于連接光子集成電路（PIC）上的不同組件。
大氣湍流下的少模光纖耦合9個月前
摘要
自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。
大氣湍流下的少模光纖耦合9個月前
摘要
自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。
這一結果有望推動FPA在自由空間光通信及遠距離激光雷達等領域的應用。
相關論文以“Focal Plane Array Based on Thin-Film Lithium Niobate for Fast-Speed and Low-Power-Consumption Beam Steering”為題發表于《ACS Photonics》，并被選為封面論文。
這一結果有望推動FPA在自由空間光通信及遠距離激光雷達等領域的應用。
相關論文以“Focal Plane Array Based on Thin-Film Lithium Niobate for Fast-Speed and Low-Power-Consumption Beam Steering”為題發表于《ACS Photonics》，并被選為封面論文。
</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 紅外自由空間光通信系統可能需要使用可見激光束進行初始對準。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 點激光器可用于對準機器，例如旋轉軸的位置。
鑒于此，無論工業界還是學術界，均對無線光通信技術的發展青睞有加，主要包括:
（1）自由空間光通信（FSO）；
（2）可見光通信（VLC）；
（3）光學相機通信（OCC）；
（4）光無線聯網，也稱為Li-Fi；
（5）光移動通信（OMC）
3. 全應用
隨著AI和機器學習領域的高速發展， 6G網絡與幾代網絡相比，其智能化程度必然再攀高峰。
空間和自由空間光通信
OptiSystem有專門的組件用于自由空間光學信道（天線特性、大氣傳播）建模以及器件（多模信號發生器、空間連接器、薄透鏡、空間可視儀）之間多模信號耦合的空間傳播分析。
渦旋光束的軌道角動量，還可用于自由空間光通信，并且具有信息存儲量大、穩定性高和保密性好的特點，為高密度信息存儲和傳輸提供了理論支持。
3. 帶有偏振態分布的渦旋光束還可用于激光加工和材料處理等。
有了上述“特異功能”，渦旋光束在醫學、通信、材料加工等領域將會有更為廣闊的應用。
