激光調(diào)制修改ppt課件(已修改)
2025-05-16 05:23 本頁面
【正文】 激光調(diào)制的基本概念 激光調(diào)制： 將信息加載于激光的過程。 載波： 激光（高頻） 調(diào)制信號： 低頻信號 內(nèi)調(diào)制（直接調(diào)制） 加載調(diào)制信號是在激光振蕩過程中進行的，即以調(diào)制信號去改變激光器的振蕩參數(shù)，從而改變激光輸出特性以實現(xiàn)調(diào)制。內(nèi)調(diào)制主要用在光通信的注入式半導(dǎo)體光源中。 外調(diào)制 激光形成以后，在激光器的光路上放置調(diào)制器，用調(diào)制信號改變調(diào)制器的物理性能，當激光通過調(diào)制器時，就會使光波的某個參量受到調(diào)制。 激光調(diào)制技術(shù) 調(diào)制光波的參量 振幅調(diào)制（強度調(diào)制） 相位調(diào)制（頻率） 偏振調(diào)制 調(diào)制形式 模擬調(diào)制 數(shù)字調(diào)制 脈沖調(diào)制 電光效應(yīng) 聲光效應(yīng) 磁光效應(yīng) 物理效應(yīng) 其他 (如 :電吸收 ) ? 利用 KDP晶體在電場作用下的雙折射效應(yīng)制作 電光調(diào)制器 ； ? 利用超聲波作用下介質(zhì)折射率周期性變化的聲光效應(yīng)可以制作 聲光調(diào)制器 ； ? 利用法拉第效應(yīng)可以制作 磁光調(diào)制器 與光隔離器。 2. 主要物理效應(yīng) 1. 振幅調(diào)制 使載波的振幅隨著信號的變化規(guī)律而變化。 ( ) c o smma t A t??( ) c os ( )c c cE t A t????( ) ( 1 c os ) c os( )c os( ) c os[ ( ) ]2c os[ ( ) ]2c a m c cac c c c c m cac c m cE t A m t tmA t A tmAt? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?激光的電場 調(diào)制信號 調(diào)幅波的頻譜公式 = cma AAm /?調(diào)幅系數(shù)： 2. 頻率調(diào)制和相位調(diào)制 光載波的頻率或相位隨著調(diào)制信號的變化規(guī)律而改變。 頻率調(diào)制： ( ) c os ( )c c cE t A t????激光的電場強度： ( ) ( ) ( )c c ft t k a t? ? ? ?? ? ? ? ?相位調(diào)制： ( ) c os( c os )c c m cE t A t m t?? ? ?? ? ?)s i nc o s ()( cmfcc tmtAtE ??? ???頻率調(diào)制和相位調(diào)制都是調(diào)總相角，寫成統(tǒng)一形式： )s i nc o s ()( cmcc tmtAtE ??? ???mfmm AktAta /c o s)( ?? ??? ，mmfmf Akm ??? // ???調(diào)頻系數(shù)： 產(chǎn)生無數(shù)多個邊頻 ， 當 m很小時 ， 邊頻數(shù)量減少 。 3. 強度調(diào)制 光載波的強度（光強）隨調(diào)制信號規(guī)律而變化。 設(shè)調(diào)制信號是單頻余弦波，則調(diào)制強度為： 22( ) [ 1 c o s ] c o s ( )2cp m c cAI t m t t? ? ?? ? ? 實際應(yīng)用中 ， 為了得到較強的抗干擾效果 ， 往往利用二次調(diào)制方式 ， 即先用低頻信號對一高頻副載波進行頻率調(diào)制 ， 然后再利用這個已調(diào)頻波進行強度調(diào)制 （ 稱為FM/IM調(diào)制 ） ， 使光的 強度按副載波信號的規(guī)律變化 。 信號在調(diào)頻波中 ， 抗干擾能力強 。 4. 脈沖調(diào)制 用一種間歇的周期性脈沖序列作為載波， 使載波的某一參量按調(diào)制信號規(guī)律變化的調(diào)制方法。 脈沖編碼調(diào)制（采樣、量化、編碼） 5. 脈沖編碼調(diào)制（數(shù)字調(diào)制） 1. 光在晶體中的傳播 （ 1） 晶體的極化率與介電系數(shù) 介質(zhì)極化強度 P與入射光 E的關(guān)系 ： ???????????333231232221131211??????????EP 0????極化率 成為二階張量，具有九個分量： 于是 各向異性晶體中 P 每一個分量都與 E的三個分量存在著線性關(guān)系 ， P不再與 E同向 。 各向同性晶體中 P 每一個分量與 E的相應(yīng)分量存在著線性關(guān)系 ， P與 E同向 。 ?????????????????????????????????zyxzyxEEEPPP3332312322211312110?????????? 電光調(diào)制 ???????????332211000000????選擇坐標系為晶體的 主介電坐標系 ，則非線性晶體張量非對角元素為零： ???????????321000000????111 1 ???n 222 1 ???n333 1 ???n折射率： 低級晶族 3個分量不相等 ， 中級晶族有 2個相等 ， 高級晶族3個都相等 。 — 確定兩個允許傳輸波的 偏振方向及其相速度。 直角主介電坐標系中，兩波面沿三主軸分量表示為通式： 1232222212??? nznynx 為沿三個軸的主折射率 321 , nnn（ 2）折射率橢球 方程 代表一個橢球，稱 折射率橢球 ，晶體各向異性的幾何表示。性質(zhì)： ? 其中任一矢徑的方向，其長度表示沿該方向 偏振 的光波的折射率。 ? 對于任意給定的波矢 k， 利用折射率橢球可求光波的偏振方向及相應(yīng)折射率： 通過原點作 k的垂面 ， 與折射率橢球相交得一橢圓截面 ， 則這一橢圓截面的兩個軸即為兩個偏振方向 ，兩個軸長度 為相應(yīng)折射率 。 21 nn，單軸晶體折射率橢球： 取 光軸為 z軸 ， 沿 x、 y軸的主折射率相等 ， 說明 xoy平面內(nèi)的 D、 E方向一致 ， 與各向同性介質(zhì)中光波性質(zhì)一樣 ， 稱尋常光 ， 相應(yīng)主折射率為尋常折射率 ， 記為 no ；沿光軸的主折射率稱非常折射率 ， 記為 ne 1222222???eoo nznynxz y x z y x O O oe nn ? oe nn ?(a)正單軸晶體 (b) 負單軸晶體 單軸晶體折射率橢球 單軸晶體折射率橢球特性： （ a） xoy平面與 橢球截面是一個圓 ， 其半徑為 no 。 — 表明當光
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