Sa brzim razvojem komercijalne vazduhoplovne tehnologije, potražnja za komunikacijskim sistemima između odjeljaka u komercijalnim svemirskim letjelicama raste iz dana u dan. Ovaj rad predlaže laserski komunikacioni sistem bliskog{1}}dometa sa integrisanim dizajnom efikasne komunikacije i anti-itter-a, koji je posebno usmjeren na komunikaciju između odjeljaka u komercijalnom vazduhoplovstvu. Ovaj sistem se suočava sa izazovima kao što su deformacija optičkog elementa i smanjena stabilnost optičke putanje u visoko-visokofrekventnim više-stepenima-slobode-i visoko-visokim vibracijama. Usvajanjem jedinstvenog dizajna optičke putanje, velikog ugla divergencije i adaptivnih algoritama, efikasno potiskuje uticaj vibracija na optički sistem. Eksperimentalni rezultati pokazuju da kada je pomak ugla vibracije unutar ±20 stepeni, bočni pomak manji od 200 mm, a uzdužni pomak manji od 10 mm, kvalitet svjetlosne tačke i performanse komunikacije zadovoljavaju zahtjeve dizajna. Istraživanje u ovom radu pruža teorijsku osnovu i tehničku podršku za projektovanje i implementaciju laserskih komunikacionih sistema između odjeljaka u komercijalnom vazduhoplovstvu pod visokim-višefrekventnim više-stepenima--vibracionim okruženjima spojenih sa slobodom, i od velikog je značaja za poboljšanje pouzdanosti komunikacije svemirskih letjelica.
Dizajnirati-laserski komunikacioni sistem bliskog dometa prikladan za više-stepena--okruženja sa vibracijama vezanim za slobodu, sa ciljem rješavanja problema nedovoljne stabilnosti tradicionalnih mehaničkih interfejsa u ekstremnim okruženjima. Ovaj sistem postiže visoku pouzdanost komunikacije u složenim uslovima kao što su jake vibracije kroz inovativni optički dizajn i odabir materijala. Konkretno, laserska komunikacija između odjeljaka efikasno ublažava uticaj vibracija sa više-stepena--uparivanja slobode na kvalitet komunikacije povećanjem ugla divergencije zraka. Dodatno, sistem uvodi adaptivni mehanizam optičkog podešavanja koji može-u realnom vremenu kompenzirati odstupanja optičke putanje uzrokovana vibracijama i promjenama temperature, dodatno poboljšavajući stabilnost komunikacije.
U smislu optičkog dizajna, ovaj rad optimizira optičku putanju laserskog komunikacionog sistema zasnovanog na softveru za optičku simulaciju Zemax. Kroz simulacijsku analizu, optimalni raspon ugla divergencije snopa je određen na 0,5 do 1,5 stepena, osiguravajući komunikacijsku udaljenost uz minimiziranje utjecaja spregnute vibracije na optičku putanju. Rezultati simulacije pokazuju da kada je ugao divergencije snopa 2,0 stepena, sistem i dalje može zadovoljiti komunikacijske zahtjeve u ekstremnom okruženju sa komunikacijskom udaljenosti od 200 mm, a prečnik svjetlosne tačke se kontrolira unutar 2 mm, ispunjavajući zahtjeve fotodetekcije na prijemnoj strani. Štaviše, simulacija takođe potvrđuje zakone varijacije stabilnosti optičke putanje i snage prijema pod različitim uglovima otklona (0 stepeni do 5 stepeni) i vertikalnim pomacima (0 mm do 10 mm). Rezultati simulacije pokazuju da kada je pomak ugla 2 stepena, središnji pomak svjetlosne tačke manji je od 0,5 mm, a snaga prijema opada samo za približno 1,2 dB, što ukazuje na to da sistem ima jaku anti-mogućnost pomaka.
Eksperimentalna provjera pokazuje da u ekstremnim uvjetima, kada razmak između kraja prijema i kraja odašiljanja prelazi 200 mm, snaga prijema i dalje može ostati na -8.88dBm. Štaviše, kada pomak ugla dostigne 20 stepeni, čak i kada komunikacijska udaljenost prelazi 200 mm, snaga prijema na kraju prijema može i dalje održavati -10,61 dBm. Što je još važnije, kada komunikacijska udaljenost, ugao otklona i vertikalni pomak dosegnu svoje ekstremne položaje, snaga prijema na kraju prijema može i dalje ostati iznad -10,84dBm u roku od 5 minuta i postići komunikaciju bez grešaka, u potpunosti ispunjavajući zahtjeve dizajna. Ova izvedba se pripisuje sveobuhvatnoj optimizaciji optičkog dizajna, odabira materijala i tehnologije termičke kontrole sistema.
U zaključku, dizajniranje laserskog komunikacijskog sistema bliskog dometa za više-stepena--okruženja vezanih uz vibracije ne samo da demonstrira odlične optičke performanse, već i postiže visoku pouzdanost komunikacije u ekstremnim okruženjima. Ovaj dizajn pruža važnu tehničku podršku i referentnu vrijednost za primjenu laserske komunikacije u svemirskoj,-istraživanju dubokog mora i nuklearnoj industriji u budućnosti.