北斗卫星区域组网完毕激光技术新发展

2012-11-01 01:41

　　2、用于建立激光链路的光源，一直是激光通信的关键技术之一，由于受到光传输介质及探测器的影响，对激光波长的研究主要集中在800nm、1000nm及1550nm三个波段，除去激光通信第一代气体激光器，其后用于星上的激光器研究主要集中在与以上三种波长对应的半导体激光器、固体激光器和光纤激光器。

　　①半导体激光器

　　半导体激光器是以半导体材料作为激光工作物质的激光器。它的优点在于超小的外形体积、极高的转换效率、结构简单等。在已进行的星间、星—地试验中几乎都采用半导体激光器。但半导体激光器相比较与别的激光器，缺点是发射光功率较小、波长稳定性差、线宽较宽、调制速度较低。相对于别的缺点，发射功率是它最大的缺点，SILEX系统中，信标光使用了19只半导体激光器，STRV-2系统不管是信标还是信号都使用了多只激光器。多只激光器复合会带来别的问题。针对于发射功率限制，一种被称为主控振荡功率放大 (MOPA)的半导体器件被采用。根据所公布资料中MOPA的参数可以看出，半导体激光器功率小的问题已获得初步解决，只要MOPA的功率环境能满足空间环境的要求，半导体激光器会被更广泛的应用于星间和星地激光链接。

　　②固体激光器

　　固体激光器因其体积大、转换效率低并未被星上应用看好，但随着探测灵敏度对调制方式选择，固体激光器波长稳定性好、发射功率可以做得很大的优点受到重视。特别是Nd： YAG固体激光器，比较适合空间应用。

　　Nd：YAG激光器优异的性能使其可采用各种调制方式，虽然1064nm的波长落在 APD的高增益区外，但基于PSK调制、直接采用光零差解调的检测方式，可使探测器灵敏度大幅提高，几乎等于量子极限9光子/比特。据资料报道，Nd：YAG激光器的在保证性能的情况下，已通过各种空间环境试验，满足空间飞行条件。

　　长期以来，Nd：YAG激光器的电光转换效率是它的一个突出缺点，现在这一情况已经部分得到改善，通过采用性能比较好的半导体激光二极管作为泵浦光源，可以提高Nd：YAG激光器的电光转换效率，使其达到较高的程度。