激光調(diào)制修改ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-04 05:23本頁(yè)面
【正文】 波形 標(biāo)準(zhǔn)二元信號(hào) 整形后的二元信號(hào) 脈沖預(yù)整形電路 整形電路的作用是使數(shù)據(jù)的頂部預(yù)失真變窄 ， 一方面可以降低注入載流子的 變化速率 ， 另一方面較窄的調(diào)制脈沖可以補(bǔ)償啁啾效應(yīng)造成的光脈沖的動(dòng)態(tài)展寬 ， 有利于高速率下的應(yīng)用 。 (a)標(biāo)準(zhǔn)二元電信號(hào) (c)整形后發(fā)送的光脈沖 (d)接收的光脈沖 (b)整形后電脈沖 LD的開(kāi)通延遲 碼間圖案相關(guān)效應(yīng) （ 2）偏置電流的影響 。很多現(xiàn)象與偏置電流有關(guān)。 當(dāng) 時(shí) ， 會(huì)出現(xiàn)開(kāi)通延遲現(xiàn)象 。 光脈沖的出現(xiàn)較電脈沖滯后 ， 且頂部有振蕩 。 thb II ? 當(dāng) 時(shí) ， 有利于使用較小的驅(qū)動(dòng)電流獲得較大光功率輸出 ， 而且有利于提高電 光響應(yīng)速度 。 但是 ， 過(guò)高的直流偏置受兩方面的限制：一是容易出現(xiàn)碼間圖案相關(guān)效應(yīng)；二是導(dǎo)致接收靈敏度的降低 。 thb II ? 碼間圖案相關(guān)效應(yīng)：第一個(gè) 1碼過(guò)去后 ， 雖然驅(qū)動(dòng)電流已為 0， 但 LD有源區(qū)內(nèi)的注入載流子并未完全消失 ， 接著再來(lái)一個(gè) 1碼 ， 相當(dāng)于在殘存的非平衡載流子之上疊加新的載流子 ，造成 第二個(gè)脈沖的寬度和幅度都大于前一個(gè)光脈沖 。 輸入脈沖為連 0后 ， 光脈沖才能恢復(fù)正常波形 。 這種效應(yīng)在非平衡載流子壽命接近調(diào)制脈沖系列的時(shí)隙寬度時(shí)更加明顯 。 因此 ， 偏置電流一定要加得適當(dāng) 。 （ 3）頻率啁啾效應(yīng) 對(duì)應(yīng)于直接調(diào)制信號(hào)的上升沿和下降沿 ， LD有源區(qū)內(nèi)注入載流子密度的變化引起折射率變化 ， 進(jìn)而引起 LD發(fā)送端光信號(hào)波長(zhǎng)的漂移 。 啁啾效應(yīng)使 LD輸出頻譜動(dòng)態(tài)展寬 。 機(jī)械偏轉(zhuǎn) 利用反射鏡或多面反射棱鏡的旋轉(zhuǎn)，或者利用反射鏡的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)光束掃描。 激光偏轉(zhuǎn)技術(shù) 光楔偏轉(zhuǎn)： 光楔就是利用介質(zhì)幾何形狀引起光偏轉(zhuǎn)的，其偏轉(zhuǎn)角為 ? ? dnldln ???? 1? 利用泡克耳斯效應(yīng) ， 在電光晶體上施加電場(chǎng)改變晶體的折射率使光束偏轉(zhuǎn) 。 實(shí)際的電光晶體偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè) z軸相反的晶體棱鏡(如 KDP棱鏡 )所組成 。 實(shí)際的電光晶體偏轉(zhuǎn)器 如果激光垂直一個(gè)直角面射到圖所示的下面的直角棱鏡上，由折射定律可得出射光的偏轉(zhuǎn)角為 （ 1）模擬式電光偏轉(zhuǎn) ?? ???? nn? 為兩個(gè)棱鏡的折射率之差。 電光偏轉(zhuǎn) 施加電壓后，上、下層棱鏡中傳播時(shí)光的折射率為 鏡慢軸鏡快軸；方向?yàn)?BAx ?36332 Ennn ooA ??????? )(2 3633Ennn ooB ? 36332 Enn oo ??dVndlEndnloo 6333633 ??? ???? 與外加電壓 V成線性比例關(guān)系，通過(guò)調(diào)節(jié) V可使光束發(fā)生連續(xù)偏轉(zhuǎn)。 為了增大偏轉(zhuǎn)角度 ， 采用多塊晶體棱鏡串聯(lián) ， 頭尾 2塊為直角棱鏡 ， 中間位等腰三角形棱鏡 ， 總的偏轉(zhuǎn)角為單級(jí)的 m倍 。 m6330 ?? dVn ??（ 1）數(shù)字式偏轉(zhuǎn) 122202220)s i nc os)(11(2s i n21 ????ee nnnntg ???? 現(xiàn)代光存儲(chǔ)器都是采用二進(jìn)制的數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器 ， 右圖是由電光晶體和雙折射晶體組合的數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器 。 雙折射原理：沿與光軸成某一角度的非偏振光入射時(shí)，將分成垂直分量（ O光）和平行分量（ e光）二束，分離角為 ee nnnn ?????? 000 09000 ，但，；當(dāng)，當(dāng) ????為入射光與光軸夾角? 電光數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器 當(dāng)電光晶體不加電壓時(shí) ， O光入射 ， 偏振方向不變 ， 再通過(guò)雙折射晶體時(shí) ， 傳輸方向不變；當(dāng)電光晶體加電壓時(shí) ， O光入射 ，偏振方向變化成為 e光 ， 再通過(guò)雙折射晶體時(shí) ， 傳輸方向變化 。上述就是一個(gè)一級(jí)數(shù)字偏轉(zhuǎn)器 ， 入射的線偏振光隨電光晶體加和不加電壓而分別占據(jù)兩個(gè)地址之一 ， 即 0和 1。 若把 n個(gè)這樣的數(shù)字偏轉(zhuǎn)器組合起來(lái) ， 就能做到 n級(jí)數(shù)字偏轉(zhuǎn) 。 如三級(jí)數(shù)字偏轉(zhuǎn)器 ， 入射光就分離 8個(gè)偏轉(zhuǎn)點(diǎn)；如 4級(jí)串接 ， 就有 24=16個(gè)偏轉(zhuǎn)點(diǎn) 。 如果二維組合 ， 就可以偏轉(zhuǎn)到平面不同位置 。 000代表三個(gè)電光晶體都不加電壓； 110代表 S S2加電壓，S3不加電壓，以此類推。 三級(jí)數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器 聲光偏轉(zhuǎn) 聲光偏轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)與聲光調(diào)制器基本相同，所不同之處在于調(diào)制器是改變衍射光的強(qiáng)度，而偏轉(zhuǎn)器則是利用改變聲波頻率來(lái)改變衍射光的方向，使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)，既可以使光束連續(xù)偏轉(zhuǎn)，也可以使分離的光點(diǎn)掃描偏轉(zhuǎn)。 聲光器件結(jié)構(gòu)示意圖 在滿足布喇格衍射時(shí)，衍射光與入射光束之間的夾角 nVnVBi ???????24s i n221 ???????? ????? ??? dnVd ??? 2求微分得 可見(jiàn)光束偏轉(zhuǎn)角 與聲頻的變化 成正比。因而，改變聲頻就可以改變光束方向。 ?d?d 激光寬行打字機(jī)原理框圖 非線性： 施加的外力與其作用結(jié)果之間不成線性關(guān)系。 非線性光學(xué)正是利用了物質(zhì)本身的非線性特征。 一、倍頻光的產(chǎn)生 動(dòng)態(tài)電場(chǎng)的光進(jìn)入光學(xué)材料時(shí)，材料中的原子因質(zhì)量較重而固定不動(dòng)，但是電子相對(duì)較輕，因此會(huì)跟從光電場(chǎng)的正、負(fù)周期變化，以 的頻率發(fā)生振動(dòng)。 143 10 Hz?當(dāng)入射光較弱時(shí)，電子的移動(dòng)較小，可以視為單一振動(dòng)（線性運(yùn)動(dòng)）；當(dāng)入射光的強(qiáng)度達(dá)到像激光那樣強(qiáng)時(shí)，光本身的電場(chǎng)強(qiáng)度也非常大，電子振動(dòng)變得劇烈 ，從單一振動(dòng)變?yōu)榉蔷€性振動(dòng)。由此產(chǎn)生了入射光頻率以外的振動(dòng)分量，即倍頻。 激光在晶體中的非線性光學(xué)現(xiàn)象 相位匹配 相位匹配條件成立時(shí)（ a） 和不成立時(shí)（ b） 只有使晶體對(duì)應(yīng)入射光和倍頻光的折射率相等，才能實(shí)現(xiàn)相位匹配。 相位匹配條件： 入射激光的傳播速度是諧波速度的兩倍。 雙折射晶體對(duì)應(yīng)于入射光的偏振方向有兩個(gè)不同的折射率 ， 也就是說(shuō) ， 某一方向的偏振光的折射率和與之垂直的偏振光的折射率不同 。 如果充分利用這一特點(diǎn) ， 就可能滿足相位匹配 。 簡(jiǎn)而言之 ， 只要入射光相對(duì)于晶體成某一角度 ， 就可以做到入射光的折射率與倍頻光的感應(yīng)折射率相等 。 KDP晶體的折射率 基頻波尋常光的折射率； 基頻波非常光的折射率； 倍頻波尋常光的折射率； 倍頻波非常光的折射率。 01n1en02n2en
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