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窄线宽、大调谐带宽的本振激光种子源是空间相干光通信系统中的核心组件之一,通过窄线宽种子源结合外电光调制和窄带光栅滤波的方案,可以实现窄线宽和大调谐带宽,但通过温度控制的光纤光栅难以适应空间动平台间存在的高速多普勒频移。
近年来,空间相干光通信技术因其通信速率高、抗干扰能力强、资源消耗少等优点,成为了空间通信技术中的研究热点。其中,零差相干光通信理论上具有最好的抗干扰能力和较高的灵敏度。
激光器的输出波长随工作电流的变化大致呈线性关系。测试中,调整种子激光器的初始工作温度,使其输出波长和光纤光栅的透过波长基本匹配,进而通过控制压电陶瓷的电压调节光纤光栅的透过波长,使其与激光输出波长一致。在测试过程中,通过对种子激光器施加电流调制,实现对空间多普勒频移的模拟。
测试中采用两种调制方式,分别是三角波调制和正弦调制。正弦调制的激光波长的变化率是在零和最大值之间变化的,但变化率不存在突变,频率成分单一;而三角波调制的波长变化率在非极点位置处是固定的,但在最大值、最小值处存在突变,频率成分较丰富。通过在两种调制方式下进行测试,可以更好地检验光栅闭环控制系统应对波长变化的能力。
采用压电陶瓷和光纤光栅相结合的闭环反馈系统,实现了窄带光纤光栅和注入激光波长的相对锁定,在模拟多普勒频移范围为5.85GHz、模拟最大调谐速率为45.9MHz/s时,光栅输出光强的抖动为4.26%,光强稳定性可以满足空间相干光通信系统对本振光源的要求,可以适应km以上轨道高度卫星和地面之间的最快多普勒频移变化。
利用一体式激光波长检测仪,干涉高精度、高分辨率、测量实时快速的优势,解决了激光波长稳定性的量化问题。其具有检测光谱快速、携带方便、低杂散光,精确,谱段可扩展的特点,性价比非常高,符合中国工业和科研客户的需要。用户只需将检测光源照入采集探头内,就可在毫秒之内检测波长及峰宽等特性。此系统中的光谱仪有较高的分辨率,适用于半波宽较窄的连续性或者脉冲激光发光光谱测试。