Satellite-to-ground optical downlink model using mode mismatching multi-mode photonic lanterns

偏移量(计算机科学) 光学 湍流 物理 光子学 多模光纤 自由空间光通信 电信线路 光功率 光纤 光通信 电信 计算机科学 激光器 热力学 程序设计语言
作者
Wenjie Guo,Yan Li,Junjie Chen,Tiecheng Jin,Suping Jiao,Jian Wu,Jifang Qiu,Hongxiang Guo
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:31 (21): 35041-35041 被引量:2
标识
DOI:10.1364/oe.502844
摘要

Photonics lanterns (PLs) provide an effective mode diversity solution to mitigate atmospheric turbulence interference in free-space optical communications (FSOC). This paper presents mode-mismatching multimode photonic lanterns (MM-PLs) for diversity receiver in satellite-to-ground downlink scenarios. Our study evaluates the coupling characteristics of the mode-selective PLs (MSPLs) and non-mode-selective PLs (NSPLs) for the influence of strong-to-weak turbulence and confirms that MSPLs outperform NSPLs under weak turbulence conditions. The research further explores the impact of fiber position error (FPE) on the spatial light-to-fiber coupling, including the optimal focal length deviation and lateral offset of receiving fiber devices. We have calculated and compared the coupling power and signal-to-noise ratio (SNR) of few-mode PLs (FM-PLs) and MM-PLs for various turbulence intensities. The results indicate that the optimal focal length tolerance, which corresponds to a decrease of approximately 1 dB in the average coupling power, is 2-3 m and 5-6 m for FM-PLs and MM-PLs, respectively. Furthermore, regardless of whether it is strong or weak turbulence, MM-PL exhibits a lateral offset tolerance exceeding 12 µm for a 0.5 dB drop in the mean coupled power, whereas the lateral offset tolerance of FM-PL is only 3 µm under weak turbulence. Additionally, the decrease in the average SNR of MM-PLs is gentle, only 0.67-1.16 dB at a 12 µm offset under weak turbulence, whereas there is a significant reduction of 6.50-8.49 dB in the average SNR of FM-PLs. These findings demonstrate the superiority of MM-PLs over FM-PLs in turbulence resistance and fiber position tolerance in the satellite-ground downlink.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
无极微光应助笨笨迎南采纳,获得20
1秒前
灰太狼发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
大大完成签到 ,获得积分10
2秒前
韩国慈禧太后完成签到,获得积分10
2秒前
Owen应助zhangxin采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
Hyx发布了新的文献求助50
2秒前
清欢应助www采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
对方正在输入完成签到,获得积分10
3秒前
Lulu发布了新的文献求助10
3秒前
华桦子发布了新的文献求助10
4秒前
屹舟完成签到 ,获得积分10
4秒前
情怀应助ky小白白采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.1应助比比拉布采纳,获得10
6秒前
MW发布了新的文献求助10
6秒前
叁叁发布了新的文献求助10
6秒前
无花果应助无情访琴采纳,获得10
7秒前
善学以致用应助EurekaOvo采纳,获得10
8秒前
8秒前
布氏姜发布了新的文献求助10
11秒前
丘比特应助Becky采纳,获得10
11秒前
14秒前
zhangxin发布了新的文献求助10
15秒前
搞笑煎蛋完成签到 ,获得积分10
16秒前
Hello应助整齐的沛芹采纳,获得10
17秒前
FashionBoy应助华桦子采纳,获得10
17秒前
爆米花应助华桦子采纳,获得10
18秒前
斯文败类应助华桦子采纳,获得30
18秒前
科研通AI6.2应助华桦子采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.3应助华桦子采纳,获得10
18秒前
wanci应助华桦子采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.1应助华桦子采纳,获得10
18秒前
搜集达人应助华桦子采纳,获得10
18秒前
CodeCraft应助华桦子采纳,获得10
18秒前
华仔应助C2采纳,获得10
18秒前
DG发布了新的文献求助10
18秒前
在水一方应助fubi采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: 2'- and 3'-Fucosyllactose 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6072897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7904199
关于积分的说明 16343966
捐赠科研通 5212420
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2787937
邀请新用户注册赠送积分活动 1770627
关于科研通互助平台的介绍 1648192