杨成龙, 颜昌翔, 杨宇飞

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033; 2.中国科学院大学,北京 100049)

星间激光通信终端光学天线的隔离度

杨成龙1,2, 颜昌翔1*, 杨宇飞1,2

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033; 2.中国科学院大学,北京 100049)

为满足星间激光通信对高隔离水平光学天线的要求，实现对光学天线隔离度的仿真分析和优化，提出了一种将红外系统冷反射的特征控制量YNI值作为衡量光学元件表面后向反射能量强度，并控制光学天线优化以提高隔离度水平的方法。在LightTools软件中为某激光通信终端的卡塞格林天线创建了实体模型，通过仿真分析得出了各元件表面的后向反射率。在ZEMAX软件中以增大各元件表面的YNI值为目标优化天线结构。对比优化前后的结果，系统的后向反射率从3.068 8×10-4减小到1.075 5×10-5，隔离度从-35.13 dB减小到-49.68 dB。优化后的卡塞格林天线具备较高的隔离度水平，可用于星间激光通信。

激光通信;隔离度;后向反射;YNI值

1 引 言

星间激光通信终端是一种弱能量探测系统，由于通信接收到的信号光强度非常微弱，而发射光束的能量很强，因此发射和接收之间必须进行高度隔离，否则发射光经过光学元件的后向反射或者散射后会到达通信或捕获接收器上，对信号产生严重影响，甚至会直接湮没接收信号，导致系统不能正常工作[1]。为了提高通信终端的隔离度水平，可以进行时域分光或空间分光，时域分光是在时域上将通信的发射和接收过程分开，而空间分光则是采用不同的光学天线将通信的发射和接收过程在空间上分开。……