Development of PPLN Based Mid-Wave Infrared Transmitter and Receiver for SatCom
Notice bibliographique
Résumé
Recent advances in optical satellite communication (SatCom) have demonstrated the potential of laser-based systems to surpass traditional radio-frequency methods in terms of data rates, size, weight, and power efficiency (SWaP). A series of international proof-of-concept missions over the past several decades have showcased the feasibility of optical SatCom, most utilizing short-wave infrared (SWIR, 0.8-1.7 μm) wavelengths due to their favorable atmospheric transmission and the maturity of terrestrial telecom-derived technologies. However, SWIR systems suffer from severe performance degradation under adverse weather conditions such as haze, fog, and clouds. This remains an unsolved challenge that limits system reliability. This thesis addresses this challenge by proposing a novel optical transmitter/receiver pair operating in the mid-wave infrared band (MWIR, 3–5 μm), which is significantly less affected by atmospheric scattering and turbulence. The key innovation lies in leveraging nonlinear optical processes to achieve compact, high-speed wavelength conversion. A proprietary intracavity design enables efficient conversion of 1550 nm C-band laser light into 3.4 μm (MWIR) at the transmitter, and then back into 810 nm SWIR light at the receiver, using difference frequency generation (DFG) and sum frequency generation in a periodically poled lithium niobate (PPLN) nonlinear crystal, respectively. This two-stage conversion strategy allows the use of commercially available, high-speed C-band laser sources and high-performance SWIR silicon detectors, preserving the information bandwidth of the original signal throughout the optical link while offering significant gains in overall detectivity versus direct MWIR detectors. In this thesis, a proof-of-principle prototype for the transmitter and receiver system is designed, built, and experimentally characterized. A novel model that combines a spatially dependent rate equation laser simulation with a two-dimensional gaussian nonlinear three-wave coupling simulation is presented as well. The experimental results agree well with the model, and further optimizations relating to cavity design and beam overlap in the nonlinear medium are identified for future work.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».