深空激光通讯考试要害本领简介深空特辑一光电探伤器本领深空激光通讯对探伤器的性能有极高条款。超导纳米线单光子探(SNSPD)是从紫外到中红外线的性能最高的探伤器。处于超导景况的纳米线在采纳光子后跳变至电阻态，从而影响电路的电流散布。SNSPD主要有两种光耦合口头，一种是垂直光耦合口头，光纤端面平行于SNSPD光敏面，光子垂直入射到纳米线上，领受光学腔体或者反射镜结构完了高效光耦合。行使该类耦合结构，当今已实SNSPD系统探伤后果跨越90%，受到国表里普通存眷。该光耦合结构的特质是，不错完了高光耦合后果，可是受限于光耦合结构，职责波长鸿沟受限。另外一种光耦合口头是波导光耦合口头，将纳米线制备在光波导上，不错完了高效的本征采纳。可是光纤到波导的耦合后果较低，使得这类器件仅能四肢片上光子学的管制决策，无法四肢稳固单光子探伤器使用。自2005年以来，MDL一直是开垦这项独到本领的众人指点者，当今SNSPD检测后果、时辰分手率、灵验面积和暗计数方面保握着宇宙记载。诚然SNSPD建立的联想、纳米制造和测试齐在JPL进行，但这些建立的本领开垦过程是高度跨学科的，与好意思国国度要领与本领参谋院、麻省理工学院和加州理工学院进行了卓有收效的趋奉。2013年好意思国NASA初度完了了绕月轨谈卫星和地球之间的胜利光通讯(LLCD）容颜。行使在大地基站的高速超导纳米线单光子探伤器（SNSPD）阵列，完了了卫星对地622Mbps的胜利激光通讯被誉为空间激光通讯的里程碑。它们还用于深空光通讯(DSOC)项指标大地末端，在Psyche航天器容颜贪图中应用。DSOC容颜将是月球轨谈之外的激光通讯的初度演示，并将激光通讯演示的鸿沟从LLCD中完了的鸿沟扩大1000倍。为了接收激光放射器在向小行星带巡航时发出的隐微信号，MDL开垦了一种独到的64像素SNSPD阵传记感器，粗略以每秒跨越10亿个计数的计数率对单个光子到达的精度进行时辰标记，精度低于100皮秒。基于该建立的低温探伤器仪器将在南加州帕洛玛天文台的200英寸室远镜上部署，用于DSOC大地末端。在航天器的驱动中，DSOC将展示光通讯链路在高达2.7天文单元的各式鸿沟内的可行性，超出了火星的最远鸿沟，将使JPL处于引颈深空集聚投入激光通讯期间的政策地位。JPL本质室还正在探索SNSPD的大型中红外焦平面阵列，用于将来任务，此外，紫外SNSPD正在与离子阱芯片集成，用于量子策划应用。JPL超导纳米线单光子探伤器什物图二调制解调本领好意思国早已冲突深空激光链路高精度捕跟、高速脉冲位置调制(PPM)解调、高后果超导纳米线单光子接收、大地多口径光学千里镜收发等关联要害本领，研制了月地激光通讯工程样机，并开展了月地激光通讯的在轨演示考据考试。2013年好意思国NASA绕月轨谈卫星和地球之间胜利光通讯(LLCD）容颜中使用了上行4-PPM，下行16-PPM调制本领。DSOC通讯系统各部分图如上图2018年在深空航天器上搭载了一个口径22cm、放射波长为1550nm、平均激光功率为4W的深空激光通讯末端，最大通讯速度可撑握267Mbp/s的串联脉冲位置调制(SCPPM)。大地激光放射机领受位于加利福尼亚州桌山的1m直径光学千里镜。激光信号波长为1064nm，最大平均功率达到5kW。大地信标光四肢深空激光通讯末端的指向参考，其可调制2kbps的LDPC编码数据。大地激光接收机领受位于帕洛马山的5m直径海尔千里镜，采集下行链路隐微的深空光信号。使器用有信号处理功能的窜改型单光子探伤器组件对接收到的码字进行同步、解调处解码。该容颜在2018年进行大地测试欧洲杯投注入口，并准备在Psyche翱游器上搭载。是以PPM调制解调本领在深空激光通讯中有额外蹙迫的地位。深空激光通讯PPM调制解调系统默示框图PPM调制模块主要完成SCPPM编码和PPM符号调制。SCPPM码是由好意思国NASA在2005年在MLCD容颜中建议的一种用于深空激光通讯的编译码口头。SCPPM码是将卷积码与PPM调制和会在沿途的级联码，是一种串行级联神志的Turbo码Turbo码是一种级联的卷积码[9]，具有很高的编码增益，当误码率换取期，领受Turbo码进行编译码不错显赫镌汰通讯系统发送信号的能量，何况在能量受限信谈中仍然能保证信息传播的可靠性。SCPPM码袭取了卷积码易于完了且译码简单的优点。SCPPM编码结构框图上图中D泄漏一个存储单元的单元延时。SCPPM的译码旨趣图如下，由图可知，SCPPM码的译码由符号映射模块(Symbol De-Map)、内码软输入软输出模块(Inner SISO)、交汇器妥协交汇器和外码软输入软输出模块(Outer SISO)。其中符号映射模块将接收到的符号序列转动为PPM符号的时隙对数似然比，内码软输入软输出模块是对应内编码模块的软解调模块，而外码软输入软输出模块是完成卷积码的译码的模块。SCPPM码的译码过程即是在这两个模块之间将对数似然比握住更新迭代策划的过程，终末输出最优译码适度。SCPPM译码历程框图

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