空间光-光纤耦合自动对准及控制算法实验研究

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 自由空间光通信的国内外研究进展

1.2.1 国外进展

1.2.2 国内进展

1.3 空间光耦合的国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 空间光耦合自动对准技术研究现状

1.5 主要研究内容及论文结构

2 空间光-单模光纤耦合理论

2.1 平面波耦合效率的模场分析

2.2 不同对准误差对空间光耦合效率的影响

2.2.1 轴向误差对单模光纤耦合效率的影响

2.2.2 径向误差对单模光纤耦合效率的影响

2.2.3 偏转误差对单模光纤耦合效率的影响

2.3 空间光-单模光纤耦合效率的其他影响因素

2.4 本章小结

3 空间光-光纤耦合自动对准系统设计

3.1 空间光耦合自动对准系统

3.2 系统硬件组成结构

3.2.1 压电陶瓷恒压供电模块设计

3.2.2 基于OPA445的双极性直流放大电路设计

3.2.3 基于PA85A的高压运算放大电路设计

3.3压电陶瓷连接及与光纤固定方式设计

3.3.1 三种压电陶瓷介绍

3.3.2 压电陶瓷组合及与光纤固定方式设计

3.4 本章小结

4 自动对准算法及控制系统设计

4.1 空间光耦合自动对准算法

4.2 随机并行梯度下降算法

4.2.1 随机并行梯度下降算法介绍

4.2.2 随机并行梯度下降算法流程图

4.3 随机并行梯度下降算法不同参数仿真

4.3.1 固定增益随机并行梯度下降算法

4.3.2 变增益随机并行梯度下降算法

4.4 控制系统软件设计

4.4.1 FPGA开发平台介绍

4.4.2 基于AN9767的14 位DA模块驱动设计

4.4.3 上位机及控制指令接收模块设计

4.5 本章小结

5 空间光耦合自动对准实验研究

5.1 实验装置介绍

5.2 单模光纤耦合自动对准实验研究

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果