用于自由空间链路的小口径光学终端的优化设计
Optimal design of small aperture optical terminals for free-space links
AI总结:
本文针对公里级地面自由空间激光链路,提出带快速倾斜镜辅助单模光纤耦合的小口径光学终端通用设计,并结合湍流建模与仿真优化关键参数。
摘要:
我们提出了低复杂度、小口径光学终端的通用设计,旨在用于固定目标与动态目标之间公里级地面自由空间激光链路。该设计的特点是对自由空间光束进行单模光纤耦合,并由快速转向的 tip/tilt(倾斜)镜辅助,从而实现一阶湍流抑制和精细目标跟踪。研究对自由空间链路上的总功率通过率以及光纤中的闪烁指数进行了优化。通过解析大气湍流建模和数值模拟,推导了给定链路的最佳 tip/tilt 校正带宽与范围、口径尺寸和焦距。
英文摘要:
We present the generalised design of low-complexity, small aperture optical terminals intended for kilometre-scale, terrestrial, free-space laser links between fixed and dynamic targets. The design features single-mode fibre coupling of the free-space beam, assisted by a fast-steering, tip/tilt mirror that enables first-order turbulence suppression and fine target tracking. The total power throughput over the free-space link and the scintillation index in fibre are optimised. The optimal tip/tilt correction bandwidth and range, aperture size, and focal length for a given link are derived using analytical atmospheric turbulence modelling and numerical simulations.
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