卫星小型化终端光束准直器

发散角逼近衍射极限

在200 mm口径下将量子光束发散角压缩至8 μrad，使微型卫星终端也能获得接近衍射极限的准直性能。

吴金才 · Liu, Chongfei · 张亮 · Tan, Yongjian · Zhou, Chenglin · Song, Zhihua · 何志平 · Shu, Rong · 王建宇 · 李安虎

Optics and Laser Technology 2025

参数信息

发散角

8 μrad

技术优势

发散角逼近极限

通过优化光束腰尺寸、孔径和遮挡比，使200 mm口径下的发散角达到约8 μrad，接近该孔径限制下的衍射极限。

抗振动

经历卫星发射的剧烈机械振动后，光束发散角保持初始状态，证明准直结构在严苛环境下具有稳定性。

应用场景

• 卫星光通信终端：以接近衍射极限的光束减少信号发散损耗，提升星地下行链路效率。
• 星地量子密钥分发：稳定的低发散角光束保障单光子传输链路，维持量子密钥分发所需的高信道效率。
• 自由空间光通信：在自由空间链路中保持光束能量集中，提升接收端功率密度与通信裕量。
• 低轨卫星载荷：紧凑的准直模块适合低轨卫星载荷的尺寸与重量约束，无需复杂在轨校准。
• 精密光学准直：给出确定最优光束参数的系统方法，可作为高精度准直组件的设计依据。