本文作者：侯睿1趙尚弘1幺周石2胥杰3吳繼禮3李勇軍1占生寶1作者單位：1空軍工程大學(xué)2中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院3

空軍第二飛行學(xué)院

空間環(huán)境中影響CTE特性的重要參數(shù)包括輻射源粒子注量（輻射強(qiáng)度）、溫度、CCD的類(lèi)型以及摻雜情況、信號(hào)數(shù)據(jù)包大小、CCD的偏置狀態(tài)等等，這里主要針對(duì)不同輻射源、不同溝道類(lèi)型以及不同偏置狀態(tài)展開(kāi)具體的討論分析。

不同輻射源對(duì)CTE的影響

空間環(huán)境中存在的可能對(duì)CCDCTE造成影響的粒子主要包括質(zhì)子、電子、中子、x射線(xiàn)、γ射線(xiàn)以及各種重離子。x射線(xiàn)和γ射線(xiàn)主要造成CCD器件的電離損傷效應(yīng)，對(duì)CTE影響較大的有質(zhì)子、中子、電子等高能粒子。Norbert等人選取質(zhì)子和中子作為輻射源，對(duì)XMM系統(tǒng)中工作于深耗盡狀態(tài)的PN結(jié)CCD進(jìn)行了空間輻射特性測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖8所示［13］。從圖中可以看出，CCD的CTI特性具有較強(qiáng)的溫度依賴(lài)性，并且在120K左右出現(xiàn)了CTI的極大值點(diǎn)，這對(duì)應(yīng)著CCD的一個(gè)典型體缺陷，即A中心（或者叫氧空位缺陷），其對(duì)應(yīng)的缺陷能級(jí)距離導(dǎo)帶約0．17eV；CTI的量級(jí)較地面實(shí)驗(yàn)要小得多，這主要是因?yàn)榭臻g中的粒子注量比實(shí)驗(yàn)中要小得多，并且在軌運(yùn)行中的CCD器件增加了屏蔽層，大大提高了CCD的抗輻射性能；電子較質(zhì)子對(duì)CCD造成了更大的位移損傷，其CTI較質(zhì)子高約一個(gè)量級(jí)左右。由此可見(jiàn)，不同的輻射源可以對(duì)CCD的電荷轉(zhuǎn)移效率造成不同的影響。

不同溝道CCD對(duì)CTE的影響

本文作者：張倩胡丹作者單位：1合肥學(xué)院電子系2安徽省電力公司

光通信在最近幾十年的發(fā)展

光通信技術(shù)中最有發(fā)展前景的當(dāng)屬光纖通信技術(shù)了，在最近幾十年來(lái)發(fā)展最好最快的也是光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三代，從工作波長(zhǎng)為0.85μm的多模光纖通信逐漸發(fā)展為工作波長(zhǎng)為1.3μm的單模光纖通信，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展到工作波長(zhǎng)為1.55μm的光纖通信系統(tǒng)，這些年的進(jìn)步很好的解決了光通信系統(tǒng)的色散問(wèn)題。不僅如此在這些年光源也放上的很大的變化，發(fā)生了從發(fā)光二極管到半導(dǎo)體激光器的變化。半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)大大的提高了傳輸信息的效率，而且半導(dǎo)體激光器與二級(jí)發(fā)光體比較具有更高的功率和更長(zhǎng)的使用壽命。光纖和光源的發(fā)展大大的緩解了信息衰減和色散的問(wèn)題，加大了光纖的通信容量，提高了光纖通信的效率。另外在光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面也有了很大的發(fā)展。目前的技術(shù)種為了方便用戶(hù)使用圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等業(yè)務(wù)，目前的重點(diǎn)是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)。寬帶接入包括光纖、無(wú)線(xiàn)、同軸電纜和xDSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無(wú)源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)方式，光纖的非線(xiàn)性問(wèn)題隨著光纖放大器的廣泛應(yīng)用而逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。光纖的非線(xiàn)性主要指四波混頻效應(yīng)、自相位調(diào)制效應(yīng)、交叉相位調(diào)制效應(yīng)、受激喇曼效應(yīng)、受激布里淵效應(yīng)等。其中一些效應(yīng)會(huì)使得系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)惡化，使得信號(hào)脈沖展寬、波型畸變、信號(hào)之間串?dāng)_。通過(guò)合理的使用某些非線(xiàn)性效應(yīng)，我們可以研制出新型的光器件。

光通信技術(shù)的發(fā)展前景

1光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景

為了更好的建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò)就必須得構(gòu)建一個(gè)擁有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，而由于光纜高達(dá)20年的壽命以及過(guò)高的造價(jià)，光纖基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和構(gòu)建必須具有前瞻性，應(yīng)該結(jié)合設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)設(shè)計(jì)。同時(shí)由于下一代電信網(wǎng)對(duì)容量的高要求以及頻率的高寬度，這一代的光纖性能已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求，必將被淘汰，那么開(kāi)發(fā)新一代的光纖將勢(shì)在必行。在G.652.A光纖的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)并取得一定成果的G.652C/D光纖很好的解決了色散斜率的問(wèn)題，減低系統(tǒng)成本，而且能實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離和更大容量的傳輸?；谶@些原因，具有更長(zhǎng)使用壽命的新一代光纖必將得到更好的發(fā)展。

本文作者：唐華安尚飛楊合平項(xiàng)中超作者單位：中國(guó)石油管道華中輸氣公司

確保通信線(xiàn)路安全運(yùn)行的技術(shù)對(duì)策

1合理進(jìn)行光纖布線(xiàn)

通常情況下，在機(jī)房中因?yàn)槲怖w問(wèn)題導(dǎo)致光通信中斷的原因有：（1）機(jī)房灰塵大，尾纖接頭有灰或者比較臟；（2）尾纖與法蘭盤(pán)連接處松動(dòng)；（3）法蘭盤(pán)與尾纖角度不正導(dǎo)致對(duì)接偏離；（4）盤(pán)纖不合理，尾纖彎曲半徑過(guò)小；（5）尾纖緊固不好；（6）線(xiàn)路衰耗大，接收的光功率在正常工作的臨界點(diǎn)附近，尾纖的輕微擾動(dòng)讓光板反應(yīng)敏感等。針對(duì)尾纖問(wèn)題，可以通過(guò)優(yōu)化機(jī)房環(huán)境、提高技術(shù)操作注意操作的細(xì)節(jié)等避免因?yàn)槲怖w問(wèn)題導(dǎo)致通信故障。

2做好接頭，減小衰耗

在光纜線(xiàn)路中用到許多活接頭，光設(shè)備接頭接觸不良產(chǎn)生的故障，其表現(xiàn)形式是光功率偏低，這主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不精密、環(huán)境不清潔、接插不徹底，造成接觸不良。在線(xiàn)路搶修過(guò)程中，也遇到接頭問(wèn)題。光纜接頭比較復(fù)雜，主要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）接頭環(huán)境盡量避免在灰塵過(guò)多的場(chǎng)合。（2）待光纖熱塑保護(hù)管完全冷凝后再往接頭托盤(pán)上的接頭卡槽中放置。（3）當(dāng)光纖接續(xù)完畢后，應(yīng)安置好接頭盒中的光纖，不能出現(xiàn)光纖曲率半徑過(guò)小的現(xiàn)象，以免加大彎曲損耗。（4）光纖的每個(gè)接頭損耗衰減應(yīng)保證不大于0.1dB。（5）注意光纜接頭盒的防水處理。

本文作者：劉宏展1，2紀(jì)越峰2劉立人3作者單位：1北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2華南師范大學(xué)光子信息技術(shù)廣東省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所中國(guó)科學(xué)院空間激光通信及檢驗(yàn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

考慮到高靈敏度的激光相干通信更適用于遠(yuǎn)距離的通信，這里以GEO軌道為例，綜合考慮文獻(xiàn)［8，12］的參數(shù)，以傳輸速率為2Gb／s的2PSK零差系統(tǒng)為例，選定的參數(shù)如表1所示。對(duì)信號(hào)光束與本振光束的要求按照文獻(xiàn)［7］執(zhí)行。為了更清晰地說(shuō)明像差對(duì)接收系統(tǒng)可靠性的影響，分兩步進(jìn)行討論，首先探討接收系統(tǒng)各種像差各自所產(chǎn)生的影響，然后再探討它們相互是否具有校正補(bǔ)償功能。

不同像差單獨(dú)作用時(shí)

先來(lái)考查傾斜、離焦、彗差及像散這4種像差對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響。把表1的數(shù)據(jù)代入（13）式，并對(duì)傾斜、離焦、彗差及像散的像差進(jìn)行歸一化處理，即令W1x，W20，W31，W22分別除以λ，以此作為自變量，依次把（9）～（12）式代入（13）式進(jìn)行運(yùn)算，并對(duì)所得誤碼率進(jìn)行以10為底的對(duì)數(shù)變換，得到圖1和表2所示的像差與誤碼率關(guān)系。

圖1橫坐標(biāo)表示歸一化的像差系數(shù)，縱坐標(biāo)是取對(duì)數(shù)后的誤碼率。從圖看到，對(duì)于星間相干光通信接收系統(tǒng)其可靠性容易受各種像差的影響。從圖1兩坐標(biāo)軸的起點(diǎn)和表2第1列數(shù)據(jù)可以看到，在表1設(shè)定的參數(shù)下，在沒(méi)有像差的影響的情況下，系統(tǒng)最小誤碼率接近10－8；當(dāng)有像差時(shí)，從圖中4條曲線(xiàn)并比較表格第2～5行的數(shù)據(jù)，可以看到，接收系統(tǒng)的誤碼率隨著像差的增加而遞增，其中傾斜像差對(duì)接收系統(tǒng)誤碼率的影響最大，離焦和彗差相當(dāng)，而像散的影響最小。若以εBER≤10－6為標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)能承受的最大傾斜像差W1x僅為0．2λ，最大離焦W20及彗差W31大約為0．32λ，最大像散W22不超過(guò)0．41λ?？赡艿脑蚴牵合到y(tǒng)一旦有傾斜像差，信號(hào)光束將完全偏離焦點(diǎn)，它與本振光束所形成的有效混頻區(qū)域銳減，從而混頻效率急降，使誤碼率快速攀升。離焦像差將使信號(hào)光束的聚焦光斑沿光軸在焦點(diǎn)前后變動(dòng)，從而改變焦點(diǎn)處的光斑質(zhì)量，影響它與本振光斑在焦點(diǎn)處的混頻效果，使誤碼率上升；與傾斜像差導(dǎo)致的混頻面積減少相比，這種信號(hào)光束聚焦特性的劣變是溫和的，所以離焦像差對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響比傾斜像差小。另外，考慮到接收光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)高階像差的優(yōu)化設(shè)計(jì)，且采取了抗擾動(dòng)措施，所以彗差與像散的影響將更小，這也從側(cè)面說(shuō)明優(yōu)化設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)無(wú)需考慮更高階像差的影響。

像差間的相互校正

本文作者：吳曉軍王紅星劉敏宋博作者單位：海軍航空工程學(xué)院電子信息工程系

仿真與結(jié)果分析

1孔徑平均因子與孔徑尺寸間的關(guān)系

假設(shè)L＝1500m，λ＝1550nm，ε＝0．5。Φn（κ）選擇Tatarskii譜，即Φn（κ）＝0．033C2nκ－11／3exp［－（κl0／5．92）2］，湍流內(nèi)尺寸l0＝4．6mm。此外，在計(jì)算光強(qiáng)起伏方差時(shí)，積分上限不宜取無(wú)窮大，基于我們所選的Φn（κ）以及閃爍效應(yīng)主要受湍流內(nèi)尺度的影響，以10×5．92／l0作為積分上限較為合理［7］。為了在仿真時(shí)使得兩種形狀接收孔徑有可比性，我們令圓環(huán)的外徑與圓形的直徑的大小相同。得到的仿真結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以得出：（1）隨著孔徑尺寸的增大，孔徑平均因子減小，在D≥12cm時(shí)，孔徑平均因子已經(jīng)變得非常小，基本上不再變化。這說(shuō)明隨著孔徑尺寸的不斷增大，孔徑平均效果越來(lái)越明顯，但是當(dāng)孔徑尺寸大到一定程度時(shí)，平均因子基本不再發(fā)生變化，所以選擇合適的孔徑尺寸非常重要。（2）當(dāng)D＜8cm時(shí)，兩種形狀的孔徑平均因子存在較大差異；當(dāng)D≥8cm時(shí)，兩種形狀的孔徑平均因子基本相等。所以當(dāng)孔徑達(dá)到一定程度后，在誤差允許的范圍內(nèi)，可以用圓形孔徑代替圓環(huán)孔徑來(lái)進(jìn)行研究，這在一定程度上減少了研究的工作量。

2BER與孔徑尺寸間的關(guān)系

假設(shè)SNR0＝35dB，σ2I＝1．38。BER隨孔徑尺寸的變化關(guān)系如圖2所示。從圖中我們可以看出：（1）隨著孔徑尺寸的不斷增大，BER會(huì)隨之降低，與理論分析結(jié)果一致。當(dāng)D＜8cm時(shí)，圓環(huán)形狀接收孔徑對(duì)BER的影響較圓形孔徑稍微明顯一些，相對(duì)誤差＞10％，甚至可以達(dá)到20％以上；當(dāng)D≥8cm時(shí)，相對(duì)誤差＜10％，在條件允許的情況下可以忽略不計(jì)。（2）當(dāng)D≤12cm時(shí)，兩種形狀接收孔徑對(duì)BER的影響非常明顯；當(dāng)D＞12cm時(shí)，隨著孔徑尺寸的不斷增大，BER的變化不是很明顯。這再一次說(shuō)明了無(wú)限制地增大孔徑尺寸不僅會(huì)增加成本，而且對(duì)BER的影響還會(huì)達(dá)到飽和，所以在建立無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)時(shí)，必須選擇合適的接收孔徑。