レーザー通信受信機用光学ウェッジペアの理論モデリングと性能評価

科学分野:

• 光学工学
• 通信システム
• 光学

背景:

• 高品位な自由空間光（FSO）通信には、単一モードファイバーへの効率的な光結合が不可欠です。
• 調整可能な集光受信機は、環境適応性を高め、FSOシステムにおける製造公差を低減します。

研究 の 目的:

• ファイバーカップリングのための厳格な光軸安定性要件を克服するために、FSO受信機用の高安定性集光機構を開発すること。
• 集光とアライメントの改善策として光学ウェッジペア構造を調査すること。

主な方法:

• 光学ウェッジペアシステムの幾何光学および物理光学モデルの開発。
• エアギャップ補償機構の統合。
• シミュレーションと実験の両方による検証。

主要な成果:

• 提案された光学ウェッジペアシステムは、高精度な集光と優れた光軸強度を実現します。
• このシステムは、アクチュエータエラーに対する感度が低く、従来の機構と比較して光軸オフセットが大幅に減少します。
• 同一のアクチュエータエラー下で、ウェッジペアシステムのオフセットは、軸方向移動機構の約1/27でした。

結論:

• 光学ウェッジペア集光機構は、FSO受信機の光軸安定性を維持する上で大きな利点をもたらします。
• このアプローチはシステム適応性を効果的に向上させ、FSO通信の実用化をサポートします。
• この研究は、光学通信システムの性能と信頼性を向上させるためのウェッジペア構造の可能性を強調しています。