吴天琦， 王睿扬， 王 超， 于笑楠， 佟首峰*

(1.长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022；2.长春理工大学 空间光电技术国家地方联合研究中心，吉林 长春 130022)

1 引 言

空间激光通信也称为无线光通信，是指利用激光束作为载波在空间直接进行语音、数据、图像等信息传输的一种技术，具有体积小、功耗低、机密性高、安全性高、数据速率高等优势[1-5]。单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)耦合技术是光纤激光通信系统的关键技术，由于光纤静态角偏差、随机角抖动误差、大气湍流像差等因素的影响，SMF耦合损耗的光功率较大，因此提高SMF的耦合效率成为多年来国内外的研究热点[6-8]。

1990年，美国麻省理工学院提出了一种光纤章动的有源耦合方案，该方案结构简单，其实验系统中跟踪带宽约为1 kHz，耦合效率为63%[9]。2002年，美国的Weyrauch采用了盲优化的自适应光纤耦合系统来校正大气湍流引起的波前畸变，实验测得该系统单模光纤耦合效率约为60%[10]。2007年，电子科技大学提出优化耦合透镜的直径与焦距的比值的方法，耦合效率为61%[11]。2012年，日本Takenaka等制造了一种可在大气湍流下以高频率工作的快速转向镜，以提高光纤耦合效率，但这两个子光路结构复杂且容易引入人为误差[12]。2016年，上海光机所提出了基于激光章动的自动耦合方案，该方案中将耦合效率为73.5%，提高了6.5%[13]。2017年，成都光电所黄冠等提出基于FPGA平台的光纤耦合方案，应用SPGD算法实现了150 Hz的校正带宽[14]。2019年，长春光机所研究了能量反馈的单模光纤章动耦合算法并进行实验，实验结果表明在一定范围内该算法对动态扰动有明显抑制作用[15-16]。……