高功率无线光通信波长转换系统性能研究

摘要：

针对水下高速无线激光通信发射功率较低,通信距离受限的问题,该研究采用非线性光学中二次谐波理论,将 1064 nm的高速外调制与放大技术和非线性晶体的准相位匹配技术相结合,通过光学设计和系统参数研究,设计了一种 532 nm的高速大功率无线激光调制发射系统,并建立了基于温度和角度变换的波长转换效率模型.然后通过仿真分析的方法得到了不同温度下,最大转换效率对应的角度范围.最后对系统的性能进行了系统搭建和实验分析,验证了该系统在常温下可实现 1W大功率 532 nm绿光无线输出,且频率大于 1 GHz的模拟信号和速率大于 500 Mbps的数字信号调制.实验结果表明:常温下,该系统输出的光斑光强分布均匀,光束质量显著好于调制后的基频光模式.系统输出的方波信号上升沿宽度和下降沿宽度会发生压缩,但随着脉冲宽度的减小压缩现象会发生收敛,上升沿宽度收敛于 0.27,下降沿宽度收敛于 0.06,系统输出的正弦信号随着频率的增加没有发生明显的畸变.研究结果可以为未来水下长距离高速无线光通信应用提供理论和技术支撑.

关键词：水下无线光通信、波长转换系统性能、准相位匹配、非线性晶体

所属期刊栏目：52

分类号：TN929.1

在线出版日期：2023-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：259-269