基于小波分形插值算法的大气湍流波前畸变重构
2022-07-13马圣杰郝士琦赵青松徐晨露
空军工程大学学报 2022年3期
马圣杰, 王 勇, 郝士琦, 赵青松, 徐晨露, 魏 硕
(1.国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室,合肥,230037;2.国防科技大学电子对抗学院,合肥,230037;3.电子制约技术安徽省重点实验室,合肥,230037;4.32032部队,北京,1000094;5.92118部队北极星船,浙江舟山,316000)
1992年Allen等人首次发现涡旋光携带轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)[1],且携带不同模式OAM的涡旋光之间相互正交,并形成一个一维无限大的希尔伯特空间,能够传输无限大比特的信息,可以有效地扩大通信系统的信道容量[2-4]。然而涡旋光在大气中传输时不可避免会受到大气湍流的影响,使得涡旋光波前发生畸变,导致接收端误码率增加,影响通信系统的性能[5]。为了确保通信的可靠性,可以对畸变的波前进行校正。
自适应光学(adaptive optics,AO)技术利用相位共轭原理或优化算法补偿波前畸变进而对畸变进行校正[6]。根据系统结构的不同,可以分为有、无波前传感器的AO系统[7]。有波前传感器的AO系统对接收到的光束进行波前探测,获得斜率信息,然后对波前进行重构,最后由波前校正器对畸变进行校正,因此波前重构的精度在很大程度上决定了校正效果。现有的波前重构算法有直接斜率法、模式法和区域法[8]。直接斜率法将波前传感器探测到的信息与变形镜的响应特性建立关系,通过拟合算法直接计算出控制电压信号;模式法的基本原理是将波前展开成不同模式的加权叠加,然后通过探测器对波前斜率进行探测并计算出不同模式的加权系数,最后进行加权叠加,进而把波前相位信息重构出来;……
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