光信号在大气湍流中发生畸变,畸变光信号经过有缺陷的光学天线和空间光混频器后,存在混频效率低及抖动的问题.针对空间输出型和单模输出型的90°空间光混频器,推导了带初级像差的90°空间光混频器模型,并研究了湍流对混频效率的影响.仿真结果表明,对于探测器靶面半径为50μm的空间输出型混频器,像差量为0.2λ的倾斜、球差、离焦、彗差和像散分别导致混频效率下降9.8％、0.6％、0.36％、0.02％和0.01％.对于单模输出型混频器,像差量为0.2λ的倾斜、像散、离焦、彗差和球差分别导致混频效率下降14.11％、8.39％、6.35％、2.63％和1.13％.湍流强度Cn2小于6.4×10-17 m-2/3时,空间输出型比单模输出型混频器的混频效率高19％以上,在湍流强度Cn2大于6.4×10-16 m-2/3时,两者混频效率接近于0.最后设计加工了空间输出型和单模输出型90°混频器,并搭建性能测试平台.对于探测器靶面半径为50μm的空间输出型混频器,像差量为0.2λ的倾斜、球差和离焦导致混频效率下降52％、10％和6％;对于单模输出型混频器,像差量为0.2λ的倾斜、像散和离焦导致混频效率下降65％、24％和11％,其他像差对混频效率没有影响.湍流对混频器性能影响的实验结果显示,空间输出型光混频器中频信号值的标准差为21.388,该值远低于单模输出型标准差247.442.
空间相干光通信 90°空间光混频器 波前像差 大气湍流 混频效率