EDFA在空间辐射环境中性能分析

【摘要】：与微波通信相比,空间光通信具有很多优点:通信容量可以显著增大;发射光束窄,方向性好,功率密度显著增加;天线尺寸小,系统质量相对小;抗电磁干扰,保密性强等等。传输同样速率与信息的装备,光通信的性价比最高,很适合卫星与卫星、卫星与航天飞机等空间站之间高数码率信息的传输。基于空间激光通信良好的应用前景,空间光通信成为光通信发展的新方向,目前已成为各国研究工作的热点。 掺铒光纤放大器(EDFA)在空间辐射环境下的适应性研究是空间光通信研究的关键技术之一。本论文根据国家有关部门下达的关于空间光通信的高新技术的研究课题,拟配合系统总体设计,完成掺铒光纤放大器在空间辐射下理论分析、仿真及可行性分析工作。 论文首先讨论了掺铒光纤放大器的辐射适应性研究的重要性及对外来空间光通信的意义,然后介绍了各国在光纤光学器件的空间应用研究中的成果。随后讨论了掺铒光纤放大器的主要结构及一些数学模型,对空间辐射环境进行了分析,并对掺铒光纤放大器及其掺铒光纤放大器的主要组成元件辐射效应作了较详细的分析,对掺铒光纤放大器的主要辐射效应影响主要因素进行了讨论。理论分析和仿真了辐射环境下掺铒光纤放大器及其元件受辐射引入的损耗跟工作温度、辐射剂量、波长等相互关系,从而提出如何设计掺铒光纤放大器使之在空间光通信中应用。 通过本论文的研究,掌握了空间辐射对掺铒光纤放大器的具体影响过程及结果,从理论上得出了掺铒光纤放大器在空间光通信中应用的可行性。