激光調(diào)制修改ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 05:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 9。 e2e2???? tiyytiyxEEEE ?? ，VnIEEI ? ?? 6330202202 s i n2s i n ?????輸出光強：)1(2 0 ???? ?? itiy eeEEE ?投影之和為 ： 圖 (422) I/I0V曲線 （ 4）如外加信號電壓為正弦電壓， ，則 輸出光強近似為正弦形，實現(xiàn)無失真調(diào)制。 tVV ?s in0?)]s i ns i n (1[21]s i n24[s i n2s i n0002020tVVIItVVIII??????????????tVVII ???s i n221 00??63302 ??? nV ?（ 3） 畫出 曲線的一部分以及光強調(diào)制的情形 。 為使工作點選在曲線中點處 ， 通常在調(diào)制晶體上外加直流偏壓 來完成 ， 或者插入 λ /4波片 ， 使之產(chǎn)生 90度的相位差 。 4?VVII ?01/0 ???VV應(yīng)用 應(yīng)用 使用電光調(diào)制器的光通信線路 激光器輸出為偏振光 （ 2）橫向電光強度調(diào)制 ??????VVlnnkVndlklnnklnEnnkeoooeooeoooyxl?????????????????? ??)(2)()2( 63303633ldnkV oo 6332??? ?第一項表示天然雙折射造成的相位差； 第二項由電光效應(yīng)引起，為電光延遲。 由第一項確定工作點位置后，根據(jù)第二項正比于 l/d，恰當(dāng)選擇長寬比，以實現(xiàn)有效的電光調(diào)制。 消除天然雙折射方法：兩塊晶體串接（ Z軸垂直） 電壓加在 X方向，入射光沿 Z方向， X方向偏振； X、 Y、 Z與晶體邊平行。 橫向電光調(diào)制可降低半波電壓，用兩塊晶體可消除自然雙折射，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 4 電光相位調(diào)制 （ 1）加電場后， 振動方向與晶體的感應(yīng)主軸相平行的 光通過長度為 的晶體，其位相增加為 l300 6 322 znn E l? ????? ? ?????（ 2）晶體上所加的是正弦調(diào)制電場 晶體輸入面處的光場是 sinz m mE E t??c osU A t??入)s i nc o s (22c o s 63300??????????????????????????????ttAUlEnntAUmz出出式中， 為相位調(diào)制度 lEnm ?? 6330 ????（ 3）則在晶體輸出面處的光場可寫成 5. 波導(dǎo)電光調(diào)制器 ? 波導(dǎo)調(diào)制器是將具有電光特性的材料做成光波導(dǎo)，調(diào)制電場加在通光波導(dǎo)區(qū)，可以在很低的外加電壓下獲得所需的調(diào)制場強。 ? 可以通過波導(dǎo)特性，如模式轉(zhuǎn)換、模式耦合、定向耦合等特性來實現(xiàn)光的直接強度調(diào)制與開關(guān)等。 ? 波導(dǎo)調(diào)制器具有效率高、體積小、集成度高、易于與光纖耦合等優(yōu)點。 （ 1） MZ干涉儀強度調(diào)制器 晶 體 材 料 為 鈮 酸 鋰 晶 體(LiNbO3)， 其中的光波導(dǎo)是在晶體上用 鈦擴散 （ 折射率提高 ） 技術(shù)制作的 。 ? 電信號加到如圖所示的電極上 ， 來自激光器的連續(xù)光波輸入到調(diào)制器的左端 ， 然后被均勻地分配到光波導(dǎo)的兩個臂中 ， 兩光路長度相等 。 由于電光效應(yīng) ， 其折射率及到達(dá)輸出端的光程差和位相隨外加電壓的變化而變化 ， 在時間上發(fā)生延遲 。 兩束光到達(dá)輸出端后 ， 經(jīng) 3 dB光耦合器耦合在一起由一路光纖輸出 。 ? 根據(jù)這一原理 ， 即可完成光信號強度隨電信號的變化而不斷改變的調(diào)制過程 ， 即實現(xiàn)強度調(diào)制 。 圖中 ， 沿方向切割LiNbO3晶體 ， 光波沿 z方向傳輸 ， 調(diào)制電場施加于 y方向 。設(shè) 入射光場 為 in cos ( )E A t??mmsi n ( )yyE E t??調(diào)制電壓為 外加電場作用下光波產(chǎn)生的相位變化為 式中 L為調(diào)制區(qū)間長度。 3o u t e 3 3 m mc o s s inyLE A t n E t? ? ??????? ????? 從調(diào)制臂輸出的光場為 式中 ， 為調(diào)制深度 。 此時 ， 經(jīng)過調(diào)制臂的光波相位已經(jīng)受到調(diào)制 ， 在輸出端可以得到強度調(diào)制的光波信號輸出 。 mc o s( si n )A t t? ? ???3m e 33yL En?????)2(c os 2 ??? iII調(diào)制器輸出光強為 輸出光強隨信號電壓 V變化。 DLVn e ???? ???? /333(2)定向耦合器型光波導(dǎo)調(diào)制器 MZ干涉儀由 2個 3dB耦合器和 1個移相器組成。 。，為偶數(shù)時，；當(dāng)，為奇數(shù)時，當(dāng)設(shè)計使為兩支路長度差為光波導(dǎo)傳播常數(shù)，設(shè)00,10202022 ???????PPPNPPPNNLkLkii? 當(dāng)電調(diào)制信號為空號時 ， 兩支路正好滿足 N為偶數(shù) 。 當(dāng)電調(diào)制信號為傳號時 ， 由于電場的加入 ， 改變了波導(dǎo)的有效折射率 ， 因而改變傳播常數(shù) k， 使其正好滿足 180的附加相移 ，由交叉態(tài)變?yōu)橹蓖☉B(tài) 。 cnk ?? 聲光調(diào)制 聲波的應(yīng)變場也能 改變某些晶體的折射率 ， 產(chǎn)生類似于光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu) ，從而對入射的光波產(chǎn)生調(diào)制 ， 這種調(diào)制稱為聲光調(diào)制 。 1 聲光衍射 （ 1）聲光衍射的定性描述 在晶體中傳播的超聲波產(chǎn)生彈光效應(yīng)使晶體的介電常數(shù)發(fā)生變化 ， 晶體中形成了周期性的有不同折射率的間隔層 ， 當(dāng)光通過這種分層結(jié)構(gòu)時 ， 就發(fā)生衍射 ， 引起 光強度 、 頻率和方向 隨超聲場的變化 。 (a)超聲行波 (b) 超聲駐波 聲波在介質(zhì)中傳播分為行波與駐波兩 種 ， 所以折射率變化也有兩種形式：
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