Том 18, номер 01-02, статья № 5

Аннотация:

Исследуется влияние скорости передачи информации на индекс мерцаний для открытых оптических широкополосных приложений с использованием некогерентных источников излучения. С этой целью представлены флуктуации интенсивности, показывающие влияние скорости на индекс мерцаний в присутствии атмосферной турбулентности. Ширина полосы модуляции некогерентного источника выбирается много меньше несущей частоты, что позволяет использовать узкополосное приближение. Фактор усреднения для пространственно некогерентного источника представляет собой усреднение в условиях слабой атмосферной турбулентности за счет частоты модуляции интенсивности. Найдено, что мерцания уменьшаются с увеличе-нием скорости передачи через турбулентную атмосферу. Это уменьшение зависит не от длины волны несущей оптической системы, а от внешнего масштаба турбулентности. До 10 Гбит/с уменьшение пренебрежимо мало для реальных значений внешнего масштаба. Но когда турбулентное образование включает в себя очень большие вихри, скорость передачи данных может оказывать заметное влияние на уменьшение мерцаний даже при скоростях до 10 Гбит/с. В пределе нулевой скорости передачи информации наши результаты корректно сводятся к хорошо известным мерцаниям для пространственно некогерентного монохроматического излучения.

Список литературы:

1. Zhu X. and Kahn J.M. Free-space optical communication through atmospheric turbulence channels // IEEE Trans. Commun. 2002. V. 50. N 8. P. 1293-1300.
2. Zhu X., Kahn J.M., and Wang J. Mitigation of turbulence-induced scintillation noise in free-space optical links using temporal-domain detection techniques // IEEE Photon. Techn. Lett. 2003. V. 15. N 4. P. 623-625.
3. Andrews L.C., Phillips R.L., Hopen C.Y., and Al-Habash M.A. Theory of optical scintillation // J. Opt. Soc. Amer. A. 1999. V. 16. N 6. P. 1417-1429.
4. Andrews L.C., Al-Habash M.A., Hopen C.Y., and Phillips R.L. Theory of optical scintillation: Gaussian-beam wave model // Waves Random Media. 2001. V. 11. N 3. P. 271-291.
5. Baykal Y. Scintillation index for a multimode laser incidence in weak atmospheric turbulence // Opt. Commun. 1987. V. 62. N 5. P. 295-299.
6. Baykal Y. and Plonus M.A. Frequency averaging for beam waves in weak and very strong turbulence // IEEE Trans. Antennas and Propag. 1982. V. 30. N 4. P. 802-805.
7. Tokovinin A.A. Polychromatic scintillation // J. Opt. Soc. Amer. A. 2003. V. 20. N 4. P. 686-689.
8. Churnside J.H. Aperture averaging of optical scintillations in the turbulent atmosphere // Appl. Opt. 1991. V. 30. N 15. P. 1982-1994.
9. Andrews L.C., Phillips R.L., and Hopen C.Y. Aperture averaging of optical scintillations: power fluctuations and the temporal spectrum // Waves Random Media. 2000. V. 10. N 1. P. 53-71.
10. Ricklin J.C. and Davidson F.M. Atmospheric optical communication with a Gaussian Schell beam // J. Opt. Soc. Amer. A. 2003. V. 20. N 5. P. 856-866.
11. Kelly D.E.T.T.S. and Andrews L.C. Temporal broadening and scintillations of ultrashort optical pulses // Waves Random Media. 1999. V. 9. N 3. P. 307-325.
12. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир, 1981.
13. Fried D.L. Optical resolution through a randomly inhomogeneous medium for very long and very short exposures // J. Opt. Soc. Amer. 1966. V. 56. N 10. P. 1372-1379.
14. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971.
15. Fante R.L. Intensity fluctuations of an optical wave in a turbulent medium. Effect of source coherence // Optica Acta. 1981. V. 28. N 9. P. 1203-1207.
16. Fante R.L. Multiple-frequency mutual coherence functions for a beam in a random medium // IEEE Trans. Antennas Propag. 1978. AP-26. N 4. P. 621-623.
17. Baykal Y. Coherence and turbulence effects on the intensity scintillations at optical frequencies: Ph.D dissertation. Northwestern University, Evanston, Ill., 1982.