激光通信系統
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
激光通信系統的視頻教程
1-98基于matlab的在MIMO通信系統中
基于matlab的在MIMO通信系統中，功率優化算法的仿真。重點研究了注水功率分配算法。數據可更換自己的，程序已調通，可直接運行。 購買后可下載視頻中的源程序文件。
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激光通信系統的實例教程
本例為一束激光從地基激光器出發傳輸到近地軌道上的一個轉換鏡上。轉換鏡將激光反射到一個聚焦鏡上，然后這束光打到大氣層內部一個低海拔的目標上。根據Kolmogorov模型，假設目標值的半徑為10cm，就可以計算大氣像差。本例中包含了激光擴束器像差、轉換鏡上的像差以及聚焦鏡上的像差。
大氣模型假設的波陣面光譜功率為（忽略內部和外部的尺寸限制）：
其中W^2 (f)是波陣面的光譜功率，r0為可視參數，f是空間頻率，L0是外部尺寸，Li是內部尺寸，這些參數的單位分別為rad，m，m-1。由于大氣像差和光束擴束器的像散，斯特列爾比SR=0.34。經過一個激勵器影響半徑為4.0cm的自適應鏡校正后，斯特列爾比為0.87。經過全程傳播到達目標后，光斑直徑為50cm，剩下56%的能量，相對于沒有自適應鏡時能量的22%，有了明顯的提高。由于沒有考慮大氣對光學元件散射效應的衰減效應，所以實際中傳輸到的光更加少。
圖1.地對空激光通信系統示意圖
表1.關鍵參數
###激光器光束初始化
set/alias/off
wavelength/set 1 .48 # 設置激光器波長
array/set 1 256 # 設置計算初始矩陣大小
units/s 1 .1
gauss/c/c 1 1 1.25 # 定義高斯光束
clap/cir/con 1 1.25
energy/norm 1 1.
展開 本例為一束激光從地基激光器出發傳輸到近地軌道上的一個轉換鏡上。轉換鏡將激光反射到一個聚焦鏡上，然后這束光打到大氣層內部一個低海拔的目標上。根據Kolmogorov模型，假設目標值的半徑為10cm，就可以計算大氣像差。本例中包含了激光擴束器像差、轉換鏡上的像差以及聚焦鏡上的像差。
大氣模型假設的波陣面光譜功率為（忽略內部和外部的尺寸限制）：
其中W^2 (f)是波陣面的光譜功率，r0為可視參數，f是空間頻率，L0是外部尺寸，Li是內部尺寸，這些參數的單位分別為rad，m，m-1。由于大氣像差和光束擴束器的像散，斯特列爾比SR=0.34。經過一個激勵器影響半徑為4.0cm的自適應鏡校正后，斯特列爾比為0.87。經過全程傳播到達目標后，光斑直徑為50cm，剩下56%的能量，相對于沒有自適應鏡時能量的22%，有了明顯的提高。由于沒有考慮大氣對光學元件散射效應的衰減效應，所以實際中傳輸到的光更加少。
圖1.地對空激光通信系統示意圖
表1.關鍵參數
###激光器光束初始化
set/alias/off
wavelength/set 1 .48 # 設置激光器波長
array/set 1 256 # 設置計算初始矩陣大小
units/s 1 .1
gauss/c/c 1 1 1.25 # 定義高斯光束
clap/cir/con 1 1.25
energy/norm 1 1.
展開 概述
激光在大氣湍流中傳輸時會拾取大氣湍流導致的相位畸變，特別是在長距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會使傳輸激光的波前劣化。通過在系統中引入自適應光學系統，可以對激光傳輸時拾取的低頻畸變進行校正，從而顯著提升傳輸激光的Strehl ratio。 圖1.激光通信系統示意圖系統描述 本例介紹了大氣湍流像差對應命令phase/random/kolmogorov以及自適應光學命令adapt的使用。大氣湍流對于激光波前的影響可以采用Kolmogorov功率譜模型表征：
其中 是波陣面的光譜功率，r0為可視參數， f是空間頻率，L0是外部尺寸， Li是內部尺寸，這些參數的單位分別為rad，m，m-1。
自適應模型中，假設所有的驅動器都是一樣的并且均勻分布在一個正方形的口徑中，用戶可以自定義驅動器影響函數的空間寬度。對于空間波長大于用戶自定義空間寬度的成分，自適應默認完全校正。
引入自適應光學系統后，經過大氣傳輸的激光光斑的初始Strehl ratio從0.04被顯著提升到了0.87。
模擬結果 圖2.經過大氣傳輸的激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.04
圖3.經過自適應光學矯正后的大氣傳輸激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.87
展開 概述
激光在大氣湍流中傳輸時會拾取大氣湍流導致的相位畸變，特別是在長距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會使傳輸激光的波前劣化。通過在系統中引入自適應光學系統，可以對激光傳輸時拾取的低頻畸變進行校正，從而顯著提升傳輸激光的Strehl ratio。
圖1.激光通信系統示意圖
系統描述
本例介紹了大氣湍流像差對應命令phase/random/kolmogorov以及自適應光學命令adapt的使用。大氣湍流對于激光波前的影響可以采用Kolmogorov功率譜模型表征：
其中w2(f)是波陣面的光譜功率，r0為可視參數，f是空間頻率，L0是外部尺寸，Li是內部尺寸，這些參數的單位分別為rad，m，m-1。
自適應模型中，假設所有的驅動器都是一樣的并且均勻分布在一個正方形的口徑中，用戶可以自定義驅動器影響函數的空間寬度。對于空間波長大于用戶自定義空間寬度的成分，自適應默認完全校正。
引入自適應光學系統后，經過大氣傳輸的激光光斑的初始Strehl ratio從0.04被顯著提升到了0.87。
模擬結果
圖2.經過大氣傳輸的激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.04
圖3經過自適應光學矯正后的大氣傳輸激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.87
展開 概述
激光在大氣湍流中傳輸時會拾取大氣湍流導致的相位畸變，特別是在長距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會使傳輸激光的波前劣化。通過在系統中引入自適應光學系統，可以對激光傳輸時拾取的低頻畸變進行校正，從而顯著提升傳輸激光的Strehl ratio。
圖1.激光通信系統示意圖
系統描述
本例介紹了大氣湍流像差對應命令phase/random/kolmogorov以及自適應光學命令adapt的使用。大氣湍流對于激光波前的影響可以采用Kolmogorov功率譜模型表征：
其中w2(f)是波陣面的光譜功率，r0為可視參數，f是空間頻率，L0是外部尺寸，Li是內部尺寸，這些參數的單位分別為rad，m，m-1。
自適應模型中，假設所有的驅動器都是一樣的并且均勻分布在一個正方形的口徑中，用戶可以自定義驅動器影響函數的空間寬度。對于空間波長大于用戶自定義空間寬度的成分，自適應默認完全校正。
引入自適應光學系統后，經過大氣傳輸的激光光斑的初始Strehl ratio從0.04被顯著提升到了0.87。
模擬結果
圖2.經過大氣傳輸的激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.04
圖3經過自適應光學矯正后的大氣傳輸激光波前分布，此時對應的Strehl ratio為0.87
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新思科技與Electro Magnetic Applications 公司（EMA）以及Bentley Systems旗下的Cesium合作，通過對組件、系統和月球環境進行虛擬建模的方式，來測試設備功能
摘要
位于休斯頓的美國宇航局（NASA）約翰遜航天中心聯合新思科技與Electro Magnetic Applications公司（EMA），開展關于阿爾忒彌斯（Artemis）登月航天服暴露在月球環境條件下電荷積累水平的研究
實驗目的
熟悉光纖通信系統的主要組成部分
掌握通信系統綜合設計的主要內容
實驗原理
NRZ、RZ調制格式，直接調制或者外調制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者 low pass gauss filter。選擇的理由如下： 選擇NRZ調制格式，因為經NRZ調制的光信號具有緊湊的頻譜特性，調制和調解結構簡單，在10G和一部分40G
簡介
激光擴束準直系統是激光傳輸、激光加工、激光雷達及天文觀測等領域的核心光學組件，可按指定倍率擴大光束直徑、壓縮發散角，保障長距離傳輸時的高平行度與高能量密度。本案例依托 OAS 光學軟件，完成激光擴束準直系統的全流程建模、仿真、優化與性能驗證，精準量化光束傳播特性、像差水平與準直性能，為工程化設計提供可靠數據支撐與優化方向。
案例設置與操作
模型構建
采用 OAS 軟件序列光線追跡模式
激光引導無焦系統的分析與設計1個月前
[圖片]
實驗目的
1．熟悉Optisystem實驗環境，練習使用元件庫中的常用元件組建光纖通信系統。
2．利用Optisystem的優化功能仿真計算光纖通信系統的各項性能參數，并進行分析。
3. 分析EDFA的優化方法。
實驗原理
OptiSystem是一款創新的光通訊系統模擬軟件包，它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通訊系統到LANS和MANS
用于光束切趾的圓形鋸齒光闌
VirtualLab Fusion獨特的模擬技術使用戶能夠對濾波進行詳細建模，從而評估對光學系統性能和特性的影響。
空間濾波是光學中的一項關鍵技術，用于細化激光束，提高其質量，并最大限度地減少像差和不必要的衍射效應。通過采用透鏡和光闌的組合，空間濾波選擇性地從激光束中去除不想要的成分
空間濾波是光學中的一項關鍵技術，用于細化激光束，提高其質量，并最大限度地減少像差和不必要的衍射效應。通過采用透鏡和光闌的組合，空間濾波選擇性地從激光束中去除不想要的成分，例如噪聲、衍射圖案和空間不規則性。這一過程確保了更均勻的強度分布，減少了發散，增強了相干性，從而提高了光束質量。空間濾波在各種應用中是必不可少的，包括激光加工、全息技術、顯微鏡和通信領域，其中對光束特性的精確控制對于最佳性能和精度至關重要
GLAD：大氣像差與自適應光學5個月前
激光在大氣湍流中傳輸時會拾取大氣湍流導致的相位畸變，特別是在長距離傳輸的激光通信系統中。這種畸變會使傳輸激光的波前劣化。通過在系統中引入自適應光學系統，可以對激光傳輸時拾取的低頻畸變進行校正，從而顯著提升傳輸激光的Strehl ratio。
摘要
在天文望遠鏡中，經常使用激光導星來校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確設計產生甚至控制激光導星大小的光學系統，必須考慮激光束的衍射效應。在這個例子中，我們展示如何分析和設計一個激光導星的無焦系統。
走進VirtualLab Fusion
激光導星是幾十公里外的人造“恒星”圖像，對于天文望遠鏡的大氣扭曲校正非常重要。為了準確預測焦斑，必須仔細控制星體的大小，并在設計中考慮慢衍射效應。我們在VirtualLab Fusion中分析和設計了這樣的系統，并展示了如何為這些任務配置傅立葉變換設置。
激光導星無焦系統的分析與設計
在VirtualLab Fusion中，我們演示了如何分析無焦系統以生成激光導星
