多模光纤Mach-Zehnder鉴频系统优化：准单模设计与风场探测性能提升

本文主要探讨了多模光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)在多普勒激光雷达中的应用和改进。多普勒激光雷达作为大气风场探测的重要工具，其传统单模光纤与望远镜接收系统结合时，存在能量耦合效率低和损耗严重的问题。因此，作者提出采用多模光纤作为新型鉴频系统，以解决这些问题。 多模光纤MZI的优势在于其小型化、便携性和稳定性，这使得它在实际应用中更具吸引力。然而，多模光纤可能会导致干涉质量下降，为了优化这种系统，研究者提出了通过调整入射角和扰模技术来实现准单模输出。理论计算结果显示，当多模光纤以0.8°的入射角和扰模直径为2.2厘米进行操作时，可以实现较高的准单模输出效果。 实验验证了这一理论，通过仿真和对比分析多普勒激光雷达系统的风场探测信噪比，证明了多模光纤MZI作为鉴频器能够显著提升系统的探测性能。这种技术改进不仅提高了能量耦合效率，还扩展了探测的高度范围，从而提高了整体系统的灵敏度和精度。 关键词涵盖了光通信、激光雷达、多模光纤Mach-Zehnder干涉仪以及准单模技术等核心概念，这些都在文章中得到了深入研究和讨论。本文提供了一种创新的解决方案，旨在提升多普勒激光雷达在复杂环境下的探测能力，对提高气象监测、遥感技术等领域有着重要的实际应用价值。