随着of娥五号携月球土壤的回归，人们的目光再次集中在大气层之外广阔而神秘的领域。实际上，从加加林实现对太空的第一个全面的地球观测到阿姆斯特朗在月球上的一小步，人类探索太空的步伐从未停止过。
从天宫Chang系列到萤火虫（火星）探索计划。随着勘探范围的不断扩大，各国航天局都希望空间通信系统在保持高速的同时，继续扩大最大传输距离。
太阳系及其主要行星的整体情况，提高了接收器的灵敏度，可以为这种矛盾的需求提供可行的解决方案。因此，高灵敏度接收机已经成为该领域的热门话题，并且接收机前置放大器在灵敏度增强技术中起着关键作用。
最近，瑞典查尔默斯理工大学的Peter A. Andrekson教授提出了一种使用高性能相敏放大器的新接收方案。该解决方案以10Gbit / s的通信速率实现了每信息比特1个光子（PPB）的记录高灵敏度接收器。
空间通信的瓶颈随着通信速率和传播距离的大大提高，使用无线电束作为介质的传统空间通信系统逐渐无法满足通信需求，并且越来越多地被激光通信系统取代。关键原因在于，在光波段中，由于光束发散角小，接收期间的功率损耗相应较低（如下图所示）。
这种转变将对许多技术领域产生重大影响，例如卫星间通信，深空探测和激光雷达。比较激光束和无线电束的大小。
资料来源：瑞典查尔默斯科技大学。由作者Cyan编译。
另外，在长距离传输期间，光束将遭受巨大的传输损耗。例如，从地球发射到月球的激光束（地球与月球之间的距离约为40万公里，光束孔径为10厘米）将遭受约80dB的功率损耗，这意味着仅约一个十亿分之一的激光功率将被保留。
。鉴于有限的发射功率，光接收器以尽可能低的功率（高灵敏度）接收发射的信息尤为重要。
解决方案和特征鉴于上述空间通信链路中的实际问题，即使是最先进的自由空间光通信系统也只能以低于1Gbit / s的速率运行，并且需要超低速的协助。温度环境。
相比之下，由Andrekson团队设计的接收解决方案使用几乎无噪声的预相敏感放大器在室温下实现1PPB的接收灵敏度，并且传输速率可以提高到10.5Gbit / s。在10瓦发射功率的前提下，链路损耗容忍度可高达100dB。
另外，由于该方案基于常用的调制格式编码和标准纠错码以及相干接收机数字信号处理技术来恢复信号，因此该方案可以直接扩展到其他高速空间光通信系统。在这种方案中，信息被编码为信号光（红线），不同频率的信号光和泵浦光（蓝线）一起在非线性介质中产生共轭光（绿线，称为惰轮）。
。然后，三个光波一起在自由空间中传播（如下图所示）。
完整的空间传输链路和高灵敏度接收方案。资料来源：瑞典查尔默斯科技大学。
编译：作家Cyan在接收端。当捕获到传输的光波时，预相敏放大器（PSA）使用再生泵浦波来增强信号。
最后，在传统的相干接收机中检测并确定放大后的信号。这种新的接收方案正在接近理论灵敏度的极限值。
与其他现有方法相比，我们可以获得：1.当系统频谱效率（SE）低时，与基于EDFA放大器的接收器相比，新提出的PSA接收解决方案具有3dB的灵敏度优势。 2. PSA方案具有与未放大的理想单正交检波器（未放大的理想单正交检波器）相同的理论灵敏度，具有100％的量子效率且无热噪声，这是非光子计数接收器中已知的最佳灵敏度。
3.在相同的数据速率和前向纠错（FEC）负载下，新方案所需的灵敏度降低了一半。
