光学针状光束在湍流中长程自由空间光通信性能与应用
光学
2025-04-03 v1 大气与海洋物理
摘要
光学针状光束（OPB）是实现跨越数百公里的湍流鲁棒型长距离自由空间光通信链路的有前景的方案之一。本文引入统一的理论模型描述OPB的传播，并基于大量随机 realizations 和链路预算分析给出详尽的仿真结果，讨论常数湍流强度情况下的性能。作为参考，我们将OPB的性能与弱发散和聚焦的高斯光束进行比较。对于100公里长的空中-空中链路（海平面10公里高度），我们的仿真结果显示，OPB在链路预算上可提升最高8.6 dB，在光束 wander 统计上可提升最高3 dB。此外，我们发现发射器孔径直径与最大可达距离之间存在二次关系，这对于决定OPB在特定应用场景下是否适用至关重要。
引用
@article{arxiv.2504.01704,
title = {Performance and applications of optical pin beams in turbulent long-range free space optical communications},
author = {Francesco Nardo and Jan Tepper and Ricardo Barrios and Jonas Krimmer and Sebastian Randel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.01704},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 6 figures, 1 table. This paper has been presented at SPIE Photonics West 2025. Please cite it as: F. Nardo, J. Tepper, R. Barrios, J. Krimmer, and S. Randel "Performance and applications of optical pin beams in turbulent long-range free space optical communications", Proc. SPIE 13355, Free-Space Laser Communications XXXVII, 133551H (19 March 2025); https://doi.org/10.1117/12.3040720