【正文】 轉(zhuǎn)移到了 。 電光體調(diào)制v 設(shè)光波經(jīng)起偏器起偏后的偏振方向沿 軸方向，此時(shí)的折射率為 ，光波經(jīng)過(guò)晶體傳播 l 距離后，相位變化為 。設(shè)入射光波在 處的光場(chǎng)為 ，則光波透過(guò)光電晶體在 處的場(chǎng)強(qiáng) 為 () 又因?yàn)? v 式中， 為 KDP 晶體中尋常光的折射率； 為 KDP 晶體的電光系數(shù)，單位為 1012 m/V。 電光體調(diào)制v 所以 () 式中， ，當(dāng) 確定之后為一常數(shù)，對(duì)調(diào)制過(guò)程不產(chǎn)生影響，可以不予考慮 ； 反映了已調(diào)光輸出相位跟隨輸入調(diào)制信號(hào)變化的程度，稱做調(diào)制指數(shù)。v 由式 ()可以看出，穿過(guò)光電晶體的光信號(hào)的相位線性反映了外加電信號(hào)的變化，即輸出光信號(hào)的相位受到了調(diào)制，得到調(diào)制指數(shù)為 的相位調(diào)制光波。 電光體調(diào)制2．電光幅度調(diào)制v 在相位調(diào)制的基礎(chǔ)上增加 1/4 波片和檢偏器，即可實(shí)現(xiàn)電光幅度調(diào)制。如圖 ，入射光波經(jīng)過(guò)起偏器起偏后，經(jīng)過(guò)加有調(diào)制信號(hào)的電光晶體實(shí)現(xiàn)電光相位調(diào)制，然后再通過(guò) 1/4波片在檢偏器上干涉，實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。 圖 電光幅度調(diào)制結(jié)構(gòu)圖 電光體調(diào)制v 設(shè)外加正弦調(diào)制信號(hào) ，則在 z 軸方向產(chǎn) 生的電場(chǎng)為 v 當(dāng)經(jīng)過(guò)起偏器起偏后的光波入射到 KDP 晶體后，分解成為兩束相互垂直的偏振光，對(duì)應(yīng)的偏振方向分別 和 ，其折射率分別為 和 。v 在出射端，兩束偏振光之間的光電相位延遲 為 () 電光體調(diào)制v 設(shè) z = 0處入射光的表達(dá)式為 ，則光場(chǎng)沿 方向和 方向的兩個(gè)分量的光強(qiáng)分別為 ， 表示成復(fù)數(shù)形式為 , 為分析方便起見(jiàn)，可略去旋轉(zhuǎn)因子 。根據(jù)前面的分析，光波經(jīng)過(guò) KDP 晶體后的兩束偏振光存在相位差 。 若 ，則 () v 因?yàn)闄z偏器的主軸方向?yàn)? ， 與 之間的夾角為 45176。 ， 與 之間的夾角為 135176。 ，故經(jīng)過(guò)檢偏器輸出后 的光場(chǎng)強(qiáng)度為 電光體調(diào)制 ()v 經(jīng)電光晶體調(diào)幅系統(tǒng)輸出后的光強(qiáng) 為 () v 由前面的分析知道，電光相位延遲 與調(diào)制信號(hào) 為線性關(guān)系，由式 ()可以看出輸出光強(qiáng) 跟隨 變化，也即反映了調(diào)制信號(hào) 的變化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)了電光幅度調(diào)制。 電光體調(diào)制v 入射光強(qiáng)與出射光強(qiáng)的比值為 () 式中， 是光電晶體在外電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生相位差 時(shí)所對(duì)應(yīng)的外加電壓，稱為半波電壓，其表達(dá)式為 。v 圖 1/4波片的作用是給 方向和 方向的兩束光增加一個(gè) 的附加相移，使調(diào)制工作點(diǎn)移動(dòng)到線性更好的區(qū)間，從而改善系統(tǒng)的線性。 電光體調(diào)制v 簡(jiǎn)單分析如下：當(dāng)從 KDP 晶體輸出的兩束光經(jīng)過(guò) 1/4波片時(shí)，將會(huì)引入的附加相位延遲，式 ()變?yōu)? ()v 當(dāng)調(diào)制信號(hào)比較小，即 時(shí)，利用近似關(guān)系 ，式 ()可以近似為 () 電光體調(diào)制v 在滿足弱信號(hào)調(diào)制的條件下，與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系曲線如圖 所示?？梢钥闯?，在加入 1/4 波片后，調(diào)制工作點(diǎn)上移到線性更好的區(qū)間，改善了系統(tǒng)的線性特性。 圖 加入 1/4波片后的的關(guān)系曲線 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 電光波導(dǎo)調(diào)制器 具有體積較小、所需調(diào)制信號(hào)電壓低、方便與其他器件集成的優(yōu)點(diǎn)，因而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。v 波導(dǎo)光調(diào)制 按調(diào)制機(jī)理和結(jié)構(gòu)的不同， 可分為相位調(diào)制、強(qiáng)度調(diào)制和偏振調(diào)制。 電光波導(dǎo)調(diào)制器1．波導(dǎo)相位調(diào)制器v 波導(dǎo)相位調(diào)制器的結(jié)構(gòu)原理如圖 。它是在 方向切割的 LiNbO3 襯底上用鈦擴(kuò)散技術(shù)制造的寬 9 ?m、 長(zhǎng)為 1 cm 的條形波導(dǎo)，調(diào)制信號(hào)加在 方向，入射光波 沿 方向傳輸。 圖 波導(dǎo)相位調(diào)制器的結(jié)構(gòu)原理 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 設(shè)外加調(diào)制電壓 ，波導(dǎo)中沿 方向傳輸?shù)?TE 波在外加電場(chǎng) 的作用下，傳輸距離 后產(chǎn)生的相位變化 為 ()v 式中， 為半波電壓，表達(dá)式為 ； 為 LiNbO3 晶體的電光系數(shù)； 為調(diào)制信號(hào)電壓； 為晶體中非尋常光的折射率； 為電極間距； 為電極長(zhǎng)度。 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 輸出光強(qiáng)的表達(dá)式為 ()v 式中， 為調(diào)制深度。上面分析中，舍去 了相位恒定因子 。 電光波導(dǎo)調(diào)制器 2．波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器v 波導(dǎo)相位調(diào)制是波導(dǎo)調(diào)制器的基礎(chǔ)，通過(guò)相位調(diào)制，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度調(diào)制和頻率調(diào)制。圖 曾德?tīng)柛缮嫘蛷?qiáng)度調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 馬赫 曾德?tīng)柛缮嫘蛷?qiáng)度調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度調(diào)制，即可完成光信號(hào)強(qiáng)度隨電信號(hào)的變化而不斷改變的調(diào)制過(guò)程的原理：v 電信號(hào)加到如圖 ，來(lái)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(gè)臂中，經(jīng)過(guò)電信號(hào)的調(diào)制后從右端輸出。v 待調(diào)制的光載波通過(guò)光纖進(jìn)入外調(diào)制器后，首先被分成功率相同的兩路，兩光路長(zhǎng)度相等。其中一光路直通，其折射率及到達(dá)輸出端的光程為常數(shù)； 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 另一路光經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度外加調(diào)制信號(hào)的電光晶體，由于電光效應(yīng)，其折射率及到達(dá)輸出端的光程隨外加電壓的變化而變化，在時(shí)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。v 如果通過(guò)兩束光的時(shí)延相等，當(dāng)光到達(dá)輸出端時(shí)同相，根據(jù)光的特性，兩束光同相，相干加強(qiáng)，輸出極大。當(dāng)電壓改變時(shí)，折射率和光速也跟著改變。v 當(dāng)光速改變到兩路光相差半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，兩束光反相，干涉相消，輸出極小。 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 圖 ，沿方向切割 LiNbO3 晶體，光波沿 方向傳輸，調(diào)制電場(chǎng)施加于 方向。設(shè)入射光場(chǎng)為 () 式中， 為光波的有效折射率。調(diào)制信號(hào)所產(chǎn)生的外加電場(chǎng)為 ()v 與上面的分析類似，外加電場(chǎng)作用下光波產(chǎn)生的相位變化為 () 式中， 為 方向的折射率變化量； 為調(diào)制區(qū)間長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)調(diào)制 ， 電光波導(dǎo)調(diào)制器v 從調(diào)制臂輸出的光場(chǎng)為 () 式中， 為調(diào)制深度。此時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)制臂的光波相位已經(jīng)受到調(diào)制，在輸出端，此路調(diào)制光波與另外一路未調(diào)制光波在 3 dB 耦合器上干涉，就可以得到強(qiáng)度調(diào)制的光波信號(hào)輸出。習(xí) 題? 比較 LD和 LED在工作原理和工作特性上的區(qū)別。? 比較 LD和 LED在輸出特性和調(diào)制電路上的區(qū)別。? 光纖通信系統(tǒng)中，光載波的調(diào)制有哪幾種方式？簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。? 數(shù)字光發(fā)射機(jī)由哪幾部分組成？題圖 習(xí) 題? 設(shè)計(jì)一個(gè)單管 LED 發(fā)射電路， LED 的工作電流為 80 mA，導(dǎo)通壓降為 V，晶體管的 β 值為 150，信號(hào)源為正弦源，頻率為 10 kHz ，幅值為 1 V，電源為 5 V，要求得到盡可能大的不失真光輸出。習(xí) 題? 設(shè)計(jì)一個(gè)如題圖 LD發(fā)射電路， LD的閾值電流為 30 mA，正向?qū)▔航禐? V，晶體管的 β值為 150，輸入為正弦信號(hào)，幅值為 1 V，頻率為 10 kHz，電源 Vcc為 12 V，計(jì)算電路中各參數(shù)的值。 ? 圖 習(xí) 題? 什么是光電效應(yīng)？常用的光電晶體有哪些？? 什么是光載波的間接調(diào)制？簡(jiǎn)述電光相位調(diào)制的原理