自适应光学技术在欧美激光通信地面站应用现状

自适应光学技术是提高激光通信地面站单模光纤耦合效率、增加接收信号信噪比、提升激光通信可靠性的一种重要手段。对欧美将自适应光学技术应用于激光通信地面站的情况进行了详细阐述与分析，主要内容包括自适应光学系统的组成、参数和部分实验结果，为激光通信地面站及其自适应光学系统的设计提供有益的参考。     

美国“月球大气与尘埃环境探测器”

2013年9月613,NASA发射了“月球大气与尘埃环境探测器”（LADEE）,用以验证新一代月地激光通信技术和探测月球大气、尘埃环境等。     

空间激光通信组网光端机技术研究

随着高分辨率观测技术的发展和高数据率信息传输的迫切需求,研究高速率激光通信的全光网络迫在眉睫。文章介绍了空间激光通信技术的优点及发展趋势,提出了可用于激光通信组网的几种光端机光学原理及系统方案,分析了多反射镜拼接形式光端机的APT控制模型,为空间激光通信链路组网提供了新的技术途径。     

空间激光通信网络中的全光数据合路技术研究

针对空间激光通信网络接入节点多路激光链路传输需求，基于高非线性光纤中四波混频参量效应，并结合色散控制，开展全光合路处理技术研究。采用VPI 10.0模拟平台构建了时间透镜全光合路系统，验证了4路速率为10 Gbps的差分相移键控DPSK（Differential Phase Shift Keying）信号光以及通断键控调制OOK（On-Off Keying）和DPSK混合制式信号光的全光合路可行性，并对全光合路技术实现中色散、光功率等关键参数对系统性能的影响进行了分析，为实际系统的设计和应用提供数据支撑。所提出的全光合路技术具有数据处理带宽大、通信制式兼容且系统复杂度低等优点，可有效降低空间激光通信网络的资源需求与载荷成本，为下一代空间激光骨干网的发展与全面应用提供有效技术支撑。     

蓝绿激光水下通信技术综述

蓝绿激光水下通信技术涵盖了光学工程、通信工程、海洋工程等众多技术领域,需要多学科、多专业的技术有效综合。目前,国内外的研究主要集中在调制/解调和编/解码技术方面,以及水下信道的模型建立与模拟。水下光信道的数学物理模型,主要用"蒙特卡洛"方法模拟,也取得了一定的成果,但是,建立较为理想的水下光信道模型尚需时间;调制/解调技术和编/解码技术,要多借鉴星地激光通信研究中的一些方法,随时把最新技术引入水下光通信领域,加以改进、吸收;重点发展微型及小型耐压水密舱技术,有利于蓝绿激光水下通信组件的多平台移植;借鉴水声学领域的研究成果;并期待光学、声学及电磁学等领域的新理论、新方法和新试验的突破。     

空间激光通信技术专刊编者按

《遥测遥控》特邀中国航天科技集团、中国科学院、鹏城实验室、华中科技大学、南开大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、电子科技大学、北京邮电大学、长春理工大学、南京英田光学工程股份有限公司等科研机构的三十余位专家学者撰写科技论文，出版《遥测遥控·空间激光通信技术专刊》，以飨读者。希望本专刊能够为推动空间激光通信技术发展贡献一份学术力量。     

欧空局的卫星间激光通信试验

欧空局的卫星间激光通信试验１９９６年欧空局将进行已知的第一次卫星间激光高速数字传输试验，即半导体激光器卫星间通信传输试验（Ｓｉｌｅｘ）。试验将在法国的斯波特４（１９９４年发射）和欧空局的先进中继技术卫星（Ａｒｔｅｍｉｓ，即月女神，１９９６年发射）携带...     

脉冲展宽对深空激光通信的影响与补偿研究

深空激光通信系统下行链路的脉冲位置调制PPM（Pulse Position Modulation）信号在经过大气信道传输和单光子探测器接收时,将出现脉冲展宽效应,引起通信系统性能下降。分析了大气信道中的淡积云云层散射、大气湍流与气溶胶散射和单光子探测器的抖动特性所引起的脉冲展宽效应。在此基础上,仿真分析了淡积云云层物理厚度对不同PPM调制阶数下通信速率的影响,并研究了单光子探测器引起的脉冲展宽产生的抖动损失。为补偿脉冲展宽的影响,提出了一种基于时隙似然比解调的补偿方法,通过仿真验证了该方法能够有效降低深空PPM激光通信链路中脉冲展宽对通信误码率的影响。该研究对分析和提升深空PPM激光通信系统的链路性能具有一定的参考意义。     

星间激光通信机光轴指向误差源分析与补偿控制

针对星间激光通信机后光路各光学元件存在的安装误差导致的光轴指向偏差，细化了激光通信机光学系统中各元件的误差矩阵，并采用矩阵光学方法提高分析精度，通过蒙特卡洛法模拟了总体误差情况，定量分析了各光学元件安装误差对光轴指向精度的影响。为了校正存在的固定安装误差，提出了基于误差校正矩阵的补偿方案。在不测量元件具体误差的情况下，通过相机处光斑质心坐标，反推入射光矢量方向，计算得到误差校正矩阵，对跟踪机构的转动角度进行补偿，显著降低了安装误差对光轴指向精度的影响，并在实机进行了粗跟踪误差校正矩阵修正安装误差的实验验证和全角度推广。结果表明，误差校正矩阵可以在难以测量后光路内部各光学元件误差的情况下，补偿系统安装误差，实现对后光路光轴指向误差的校正，大大简化了地面误差修正的流程，同时节约了在轨通信机跟踪指向运算资源，提高跟踪响应频率。     

基于激光高速通信信号的精密测量方法与性能分析

随着天基定位、导航、授时（Position，Navigation and Time，PNT）系统和天地一体化信息网络的建设，利用星间链路实现高速通信和高精度测量，构建天基信息网络和维持天基时空基准，对星间链路的发展提出了更高的要求。激光波束窄，方向性好，抗干扰能力强，可以实现更高的信息传输和更高的测量分辨率。通过激光星间链路的通信测量一体化设计，实现通信与测量功能的高度融合，共用相同的物理信道和信号设计，将会极大地提升系统性能，降低系统复杂性，从而实现载荷的小型化设计，这已成为星间链路的发展趋势。针对通信与测距一体化的需求，文章设计了基于高速通信信号的激光测量通信一体化方案，并对测量性能进行了理论分析；采用激光测量验证系统，对理论分析进行了验证。实验表明，在1Gbit/s的通信速率下，星间测量精度优于1mm，相比于目前微波星间链路测量，精度提升了30倍。     

激光通信望远镜指向稳定性分析

为探讨卫星平台振动对星间激光通信链路的影响，考虑一种万向节式激光通信望远镜作为星间激光通信的光学终端，对这种望远镜结构进行分析，得出固有频率及各阶模态以及其对望远镜指向偏差的影响情况。根据中等稳定平台的振动谱，对望远镜进行随机振动响应分析，得出卫星平台各频段振动对其指向的影响，为下一步采取减振措施和激光通信终端APT系统设计提供借鉴。     

国外星地激光通信试验及其链路分析

介绍了国外典型星地激光通信终端的技术指标及试验验证情况,针对不同的通信终端,对影响激光通信链路设计指标的瞄准、捕获和跟踪方式(PAT)、发射和接收系统设计进行了分析比较,最后对星地激光通信链路余量设计进行了总结,可为我国星地激光通信系统设计提供参考。     

激光防护技术及其发展现状

为了对抗日趋严重的激光致盲威胁 ,世界各国都在加速发展激光防护技术。激光防护技术可分为基于线性光学原理和基于非线性光学原理两大类 ,对这两大类激光防护技术作以概述     

空间激光通信调制技术的研究进展

空间激光通信系统具有传输速率高、体积小、质量轻、功耗低等特点，适用于卫星高速数据传输。激光通信调制技术作为空间激光通信系统的一项关键技术，是影响系统通信性能的主要因素之一。首先，介绍空间激光通信调制技术的原理及其分类，并对其优缺点做比较分析，再对激光调制的关键技术进行阐述；然后，从发展阶段与应用环境角度对国内外已报道的空间激光通信调制技术研究进展进行总结；最后，对空间激光通信调制技术的发展趋势进行展望。     

光学技术在喷雾测试中的应用及进展

本文概述了近年来用于测试喷雾的光学技术及其发展,介绍了激光散射技术、激光多普勒技术、激光衰减法、激光全息术、PIV 技术及高速摄影(摄像)技术的原理、特点及存在的问题,并指出了光学技术在喷雾研究中的应用前景。     

波音公司完成转型卫星网络激光通信关键系统演示

波音公司近日宣布，在模拟空间环境中利用激光束演示了转型卫星通信系统卫星间的链接能力。此次与麻省理工学院林肯实验室合作进行的演示，实现了激光通信系统演示的第三个里程碑。计划共进行四次激光通信系统里程碑式演示任务。试验中，林肯实验室测试自由空间光学链接运行速度为40Gb／s，该速度能同时进行3000个高清晰电视信道广播，或约15000个普通电视信道广播。林肯实验室对波音公司硬件的性能、与美国政府新的激光通信系统协同性标准的兼容性，以及波音转型卫星光学调制解调器的性能进行了测试。     

美Scan试验台将在“国际空间站”上开发新一代太空通信技术

据NASA网站2012年2月9日报道,NASA在2012年下半年将利用日本的H—IIB转移飞行器（HTV一3）将其太空通信与导航试验台（ScanTestbed）送往“国际空间站”。太空通信与导航试验台由NASA的格林研究中心花费3年多的时间建造,将为“国际空间站”提供一个在轨实验室,开发软件无线电（SDR）技术,以推进新一代太空通信技术的发展。该试验台将成为太空实验室的首个太空硬件,可演示验证许多新项目的特性,包括利用软件无线电技术的新型通信技术、联网技术与导航技术。该试验台包括以上3项无线电设备,功能各异,预计在轨寿命为5年。     

面向微纳卫星应用的激光数传技术

针对遥感微纳卫星对地高速数传需求,开展面向微纳卫星的激光数传技术研究,突破微纳卫星激光通信终端星地快速捕获建链和协同高精度稳定跟踪、天基终端轻小型化、复合光电组件等关键技术。完成微纳卫星的天基激光终端和地面激光终端研制,并开展星地传输试验验证,实现 1 230 km、10/50/100 Mbps 的星地数据传输,验证了相关技术,为后续我国微纳卫星对地遥感应用提供了理想的星地数传手段。     

小卫星激光通信终端技术现状与发展趋势

在激光通信技术快速发展及商业卫星组网应用迫切需求的背景下,小卫星激光通信技术逐步发展成为商业卫星通信领域的研究热点之一。首先,对近些年来国内外小卫星激光通信技术的发展现状及性能指标特点进行了详细论述,归纳出轻小型化、低功耗、模块化、低成本四个发展趋势。在此基础上,分析了小卫星激光通信终端的四项关键技术,以期为我国小卫星激光通信终端技术的发展提供一定的参考和借鉴。     

星载小型化激光通信终端技术研究现状及发展方向综述

针对微小卫星星间数传发展对载荷传输速率要求更快，平台体积重量和功耗约束更高的趋势，小型化激光通信终端是最优解决方案。文章介绍了激光通信系统常见组成、波长体制和终端构型，深入分析了美国、欧洲和日本等国外典型星载小型化激光通信终端技术发展现状，并介绍了星载小型化激光通信终端的应用前景。最后得出星载小型化激光通信技术的未来研究方向：一方面是激光终端的小型化、一体化和模块化的设计与实现，一方面是初始指向技术的研究。未来急需发展网络拓扑简单可靠，业务类型多样，传输手段灵活的激光集成通信网络，星载激光通信终端技术需具备组件可集成、功能可重构的功能。