基于SPGD算法的少模光纤耦合解复用系统动态湍流补偿仿真

• 作者: 江杰 郭宏翔 边奕铭 李岩 邱吉芳 洪小斌 李蔚 左勇 伍剑
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 大气光学 自由空间光通信 随机并行梯度下降算法 少模光纤 耦合效率 动态湍流
• 年，卷（期）: 2021,（19）
• 所属期刊栏目: 大气光学与海洋光学|Atmospheric Optics and Oceanic Optics
• 页码范围: 1-12
• 页数: 12页
• 分类号: TN929.12
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.1901001

摘要

在空间光通信系统中,激光在大气中传输时容易受湍流效应影响,且接收端往往使用模场半径极小的单模光纤进行空间光耦合,导致光纤耦合效率降低,影响通信系统性能.为了提高接收端光纤耦合效率,结合随机并行梯度下降(SPGD)算法和少模光纤耦合解复用系统对动态湍流所引起的波前相位畸变进行补偿校正,并实现了传输距离为5 km的空间光通信数值仿真.仿真结果表明:在不同的湍流强度和风速条件下,未经SPGD算法校正时,两模光纤的耦合效率比单模光纤提高了0.5 dB～1.5 dB,相对标准差降低了0.03～0.4;经过SPGD算法校正后,两模光纤的耦合效率比单模光纤提高了0.4 dB～2.2 dB,中强湍流下,相对标准差降低了0.1～0.2.因此在空间光通信中,采用少模光纤进行耦合接收比单模光纤具有更好的耦合效果,有利于提高通信系统稳定性.