空間激光通信

激光通信在宇航的應用

光學系統(tǒng)及其子系統(tǒng)和器件被越來越多地應用在很多高科技領域，特別是在航空領域的應用，由于需要安全、持久地運行，所以對光學系統(tǒng)的多功能性和高度可靠性的要求就非常高。

iXblue的3軸光纖陀螺儀 (FOG) Astrix系列產品多年來應用在多項太空任務中。iXblue與Airbus Defence & Space機構共同研發(fā)了新型光纖陀螺儀。Astrix 系列產品已經應用在超過25顆衛(wèi)星上，包括各種各樣的運行軌道（LEO、MEO、GEO、拉格朗日點等），有超過200萬小時的無事故運行記錄。iXblue還開發(fā)了專用于宇航項目基于光纖陀螺的慣性導航系統(tǒng)，自2020年起在阿麗亞娜5和6火箭上使用。

iXblue積累了大量的FOG應用在宇航領域的經驗，同時開辟了宇航器件市場，如無源器件和摻雜光纖，以及鈮酸鋰電光相位和強度調制器。

鈮酸鋰電光調制器 (LiNbO3)在許多應用領域具有長期可靠的使用記錄（例如長途和光纖無線電通信），同時在分布式溫度傳感器(DTS) 中，調制器可在惡劣的環(huán)境條件下運行，并且已經成功地獲得了認證（例如 Telcordia）。LiNbO3調制器由于特有性能優(yōu)勢成為用戶的首選，不僅可滿足光學系統(tǒng)的規(guī)范，而且滿足空間運行的嚴格環(huán)境要求。如今，許多載人航天光學系統(tǒng)都使用電光調制器作為關鍵組件，以實現不同工作波長下各種光源的強度或相位調制。

通信和衛(wèi)星間通信是 iXblue 參與的空間領域應用之一。

激光通信終端

隨著地球觀測項目中使用的高清圖像和視頻任務的需求越來越多，科學家們亟待改進回傳地球的高速通信，因為常用的解決方案不再能夠處理日益增加的數據量，解決這種情況則需在太空中部署激光通訊。因此，采用光學和光調制來輔助射頻鏈路，從而實現光學和光調制在衛(wèi)星傳輸中的使用。

自90年代以來，衛(wèi)星之間通過使用直接調制的820nm至850nm高功率激光二極管實現了自由空間光通信。近紅外光纖激光器的出現以及該頻段中LiNbO3調制器的使用，可實現更有效的調制格式和提供更高的數據速率和BER，從而使得空間光鏈路（LEO到GEO到地面站）成為可能。

激光終端安裝在一個地球同步衛(wèi)星(GEO)上。此GEO中繼的目的是為了不斷傳輸位于低軌道衛(wèi)星（LEO到近地軌道）上發(fā)射器收集的數據。這些近地軌道衛(wèi)星在低空運行，必須要等待經過位于地面的一個傳輸站點時，才能傳輸收集到的數據。

在某些情況下，它們需要等待幾個小時才能傳輸數據，這對整個傳輸是不利的，因此有了在地球靜止軌道上安裝數據中繼的想法。一旦低軌衛(wèi)星對中繼衛(wèi)星隨時可見，就建立了高速光通信以傳輸數據包。

因此，在距離地球近36000公里遠處，永久位于光學地面站(OGS)中繼天線上方的中繼衛(wèi)星，可以在射頻波的幫助下繼續(xù)傳輸收集到的數據。 

iXblue Photonics 參與宇航項目有著十多年的經驗，參與了20多個項目，為全球不同的宇航用戶提供了200多個調制器，包括為大型國際項目或航天機構，參與了LEO衛(wèi)星、GEO衛(wèi)星、和國際空間站項目。iXblue提供850 nm、1064 nm和1550 nm強度調制器和相位調制器，作為宇航應用中模樣件(BBM)、工程件(EM)、鑒定件(QM)和正樣(FM)等。

 主要調制器規(guī)格和環(huán)境操作條件如下表所示。這些值一般是指FM條件下，鑒定階段的QM產品有更嚴格和更高的測試要求。