空间激光通信中四象限光电探测器环形光斑检测及误差补偿

• 作者: 张圆清 李生民
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 光通信 捕获、对准和跟踪系统 环形光斑检测 环形光斑误差补偿算法 四象限光电探测器
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信
• 页码范围: 184-195
• 页数: 12页
• 分类号: TN929.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201744.1106005

摘要

分析了以卡塞格林(卡式)望远系统作为光学天线时,大气激光通信捕获、对准和跟踪系统中四象限光电探测器光敏面上环形光斑位置检测的误差问题.基于光斑中心遮挡与死区感应光能量的等同效应,理论推导了入射环形光斑偏移量与光斑中心坐标、探测器死区宽度和环形光斑内外圆半径之间关系的数学模型.数值仿真和实验结果表明:与完整高斯光斑相比,环形光斑的探测线性范围较小,检测灵敏度较低.根据实验条件选择合适的卡式光学天线或光斑半径,使遮光比为30％时探测器的探测线性范围最大,不会出现非线性误差.所提环形光斑误差补偿算法克服了光斑中心遮挡带来的位置检测误差,探测器探测精度可达0.0015 mm.