第1章 绪论

1.1简介

1.2激光通信的应用

1.2.1点对点链路

1.2.2点对多点／星座与网络

1.2.3行星链路

1.2.4反向调制链路

1.3子系统技术

1.3.1信号探测器

1.3.2激光发射单元

1.3.3激光束瞄准和稳定

1.3.4星载光端机的光机结构组件

1.3.5地面站的光机组件

1.4技术验证

1.4.1最近验证

1.5结论

参考文献

第2章 系统工程和设计原则

2.1光束对准误差分配

2.1.1对准误差构成

2.1.2跟踪残差

2.1.3无随机扰动条件下接收功率和误码率

2.1.4随机扰动条件的接收功率和平均误码率

2.2链路功率预算分析

2.2.1信号光链路功率分析

2.2.2跟踪光链路功率分析

2.2.3空—空最优链路设计实例

2.2.4 w0／σ与平均误码率之比的优化

2.3天—地激光通信链路设计

2.3.1平均误码率

2.3.2光学通信信道

2.3.3光学跟踪信道

2.3.4多光束增益

2.3.5孔径平滑增益

2.3.6地—空最优链路设计实例

参考文献

第3章 对准、捕获和跟踪

3.1简介和内容概述

3.2系统描述和PAT概述

3.3 PAT的一般性需求

3.4 PAT概念发展

3.5 PAT的硬件开发与集成

3.6 PAT的性能特点

3.7小结

参考书目

第4章 激光发射单元：相干探测和直接探测

4.1激光发射单元：相干探测体制

4.1.1结构

4.1.2激光光源

4.1.3调制器

4.1.4光放大器

4.1.5发射机控制电路

参考文献

4.2激光发射单元：直接探测体制

4.2.1概述

4.2.2激光发射单元

4.2.3自发辐射

4.2.4调制

4.3小结

参考文献

第5章 载荷光机分系统

5.1引言

5.2通用要求

5.3光学设计考虑因素

5.3.1望远镜的选择

5.4背景光消除及滤波

5.4.1太阳光消除

5.5发射／接收隔离

5.6装配公差

5.7光学系统的稳定性和轻小型化

5.8望远镜材料

5.9机械执行机构

5.9.1精密指向镜

5.9.2粗跟踪装置

5.9.3束散角控制装置

5.10清洁控制

5.11机械装调

5.12主动与被动的机械隔振

参考文献

第6章 自由空间光通信的编码与调制

6.1简介

6.2光信道模式

6.2.1脉冲位置调制

6.3光学信道容量

6.3.1泊松PPM信道的容量

6.3.2峰值和平均功率限制

6.3.3死区时间的影响

6.3.4次优的PPM

6.4衰落

6.4.1相干时间和衰减深度

6.4.2衰减损耗

6.4.3信道交织减少损耗

6.5时延抖动

6.5.1容量

6.5.2信道似然估计

6.5.3抖动损耗

6.6纠错码

6.6.1 RS编码

6.6.2迭代软判决码

6.6.3比较

参考文献

第7章 光电探测器和接收单元

7.1需求与挑战

7.2光电探测过程

7.2.1平方律光电检测

7.2.2外差过程

7.2.3探测噪声

7.3器件

7.3.1光电二极管

7.3.2光子计数探测器

7.3.3光学滤波器

7.3.4光前置放大器

7.3.5本振激光器

7.4光接收机：结构、实现与优化

7.4.1光接收机分类：综述

7.4.2光接收机性能指标

7.4.3直接探测接收机

7.4.4 APD接收机

7.4.5相干接收机

7.4.6光前置放大接收机

7.4.7调制类型

7.4.8相干探测与光前置放大直接探测

7.5背景辐射

7.5.1背景辐射功率的测定

7.6小结与展望

参考文献

第8章 大气信道

8.1引言

8.1.1大气湍流的统计描述

8.1.2折射率结构常数模型

8.1.3湍流大气中的传输

8.1.4闪烁指数

8.1.5闪烁统计

8.1.6孔径平均因子

8.1.7强湍流下的闪烁模型

8.1.8相位统计

8.1.9光束效应

8.2大气传输损耗和背景光噪声

8.2.1吸收和散射

8.2.2背景光辐射和天空辐射

8.3结论

参考文献

第9章 光学地面站：要求及设计、双工链路模型及特性

9.1概述

9.2地面终端的要求

9.2.1光学地面站选址

9.2.2光学地面站望远镜

9.2.3光学地面站设备

9.3光学地面站设计实例

9.3.1建筑设施和望远镜

9.3.2焦平面光学系统主要特性

9.3.3焦平面控制的设计

9.4激光光束大气湍流传输性能预测模型

9.4.1下行链路动力学模型

9.5实验方法

9.5.1湍流参数测量

9.5.2风速测量

9.5.3消光比

9.6实验结果

9.6.1下行统计结果

9.6.2下行通信实验结果

9.6.3上行链路统计结果

9.7结论

参考文献

第10章 可靠性与航天质量体系管理

10.1引言

10.2航天产品质量测试

10.2.1质量标准

10.2.2测试特性方法

10.2.3商用成品器件的质量测试

10.3各种设备的质量测试

10.3.1半导体和光纤激光器／放大器的质量测试

10.3.2无源光纤和光纤连接器质量测试

10.3.3无源光学器件质量测试

10.4太空环境下系统的封装

10.5辐射效应

10.5.1辐射环境

10.5.2辐射对光学器件和涂层的影响

10.5.3辐射对半导体激光器的影响

10.5.4辐射对光电探测器和探测器阵列的影响

10.5.5辐射对光纤的影响（包括掺杂光纤）

10.6加速寿命实验

10.7质量测试示例

10.8小结

参考文献

第11章 全球卫星光传输网络

11.1引言

11.2卫星星座的轨道模型与物理拓扑结构

11.3光网络技术

11.3.1单跳光网络

11.3.2多跳光网络

11.3.3通信路由和光路／ISL的确定

11.4光网络技术

11.4.1 ISL终端

11.4.2光路路由器

11.4.3波段与通信方案

11.4.4发射器

11.4.5波分复用／多路信号分离器

11.4.6开关

11.4.7串扰和噪音

11.5 OTN电源考虑

11.6 OTN的管理

11.7交互性

11.8总结

参考文献

第12章 展望

12.1军事应用

12.1.1光射频混合链路实验通信

12.2美国国家航空航天局

12.3欧洲激光通信的成果

12.4技术机遇

参考文献