光束的調(diào)制和掃描.ppt

3.4 光束的調(diào)制和掃描,磁光調(diào)制主要是應(yīng)用法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng),使一束線偏振光在外加磁場(chǎng)作用下的介質(zhì)中傳播時(shí)，其偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn),例如：法拉第旋轉(zhuǎn)器的應(yīng)用,1. 磁光體調(diào)制器,為了獲得線性調(diào)制，在垂直于光傳播的方向上加一恒定磁場(chǎng)Hdc，其強(qiáng)度足以使晶體飽和磁化。,工作時(shí)，高頻信號(hào)電流通過線圈就會(huì)感生出平行于光傳播方向的磁場(chǎng)，入射光通過YIG晶體時(shí)，由于法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，其偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度H。,s：是單位長度飽和法拉第旋轉(zhuǎn)角；,：是調(diào)制磁場(chǎng),如果再通過檢偏器，就可以獲得一定強(qiáng)度變化的調(diào)制光。,2. 磁光波導(dǎo)調(diào)制器,在磁性膜表面用光刻方法制作一條金屬蛇形線路，當(dāng)電流通過蛇形線路時(shí)，蛇形線路中某一條通道中的電流沿y方向，則相鄰?fù)ǖ乐械碾娏餮貀方向，該電流可產(chǎn)生z、z方向交替變化的磁場(chǎng)，磁性薄膜內(nèi)便可出現(xiàn)沿z、z方向交替飽和磁化。,蛇形磁場(chǎng)變化的周期為,：TE模和TM模傳播常數(shù)之差。,可將輸入TM模的（=1.52m）52%的功率轉(zhuǎn)換到TE模上去。磁光波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換調(diào)制器的輸出耦合器一般使用具有高雙折射的金紅石棱鏡，使輸出的TE和TM模分成兩條光束。,3.5直接調(diào)制,直接調(diào)制是把要傳遞的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)注入半導(dǎo)體光源（激光二極管LD或半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED），從而獲得調(diào)制光信號(hào)。由于它是在光源內(nèi)部進(jìn)行的，因此又稱為內(nèi)調(diào)制。,根據(jù)調(diào)制信號(hào)的類型，直接調(diào)制又可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種。,半導(dǎo)體激光器（LD）直接調(diào)制,半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）的調(diào)制,直接調(diào)制,1.半導(dǎo)體激光器（LD Laser Diode ）直接調(diào)制的原理,半導(dǎo)體激光器是如何發(fā)光的？,獲得線性調(diào)制，使工作點(diǎn)處于輸出特性曲線的直線部分，必須在加調(diào)制信號(hào)電流的同時(shí)加一適當(dāng)?shù)钠秒娏鱅b，這樣就可以使輸出的光信號(hào)不失真。,半導(dǎo)體激光器處于連續(xù)調(diào)制工作狀態(tài)時(shí)，無論有無調(diào)制信號(hào)，由于有直流偏置，所以功耗較大，甚至引起溫升，會(huì)影響或破壞器件的正常工作。,2.半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED Light Emitting Diode ）的調(diào)制特性,半導(dǎo)體發(fā)光二極管是如何發(fā)光的？,半導(dǎo)體發(fā)光二極管由于不是閾值器件，它的輸出光功率不像半導(dǎo)體激光器那樣會(huì)隨注入電流的變化而發(fā)生突變，因此，LED的PI特性曲線的線性比較好。,3.半導(dǎo)體光源的模擬調(diào)制,無論是使用 LD或LED作光源，都要施加偏置電流Ib，使其工作點(diǎn)處于LD或LED的PI特性曲線的直線段，,其調(diào)制線性好壞與調(diào)制深度m有關(guān)：,4.半導(dǎo)體光源的脈沖編碼數(shù)字調(diào)制,線性矩形調(diào)制,數(shù)字調(diào)制是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1”和“0”碼對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制。而數(shù)字信號(hào)大都采用脈沖編碼調(diào)制，即先將連續(xù)的模擬信號(hào)通過“抽樣”變成一組調(diào)幅的脈沖序列，再經(jīng)過“量化”和“編碼”過程，形成一組等幅度、等寬度的矩形脈沖作為“碼元”，結(jié)果將連續(xù)的模擬信號(hào)變成了脈沖編碼數(shù)字信號(hào)。然后，再用脈沖編碼數(shù)字信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制,調(diào)制器及波形,由于數(shù)字光通信的突出優(yōu)點(diǎn)，所以其有很好應(yīng)用的前景。 首先因?yàn)閿?shù)字光信號(hào)在信道上傳輸過程中引進(jìn)的噪聲和失真，可采用間接中繼器的方式去掉，故抗干擾能力強(qiáng)； 其次對(duì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的線性要求不高，可充分利用光源（LD）的發(fā)光功率； 第三數(shù)字光通信設(shè)備便于和脈沖編碼電話終端、脈沖編碼數(shù)字彩色電視終端、電子計(jì)算機(jī)終端相連接，從而組成既能傳輸電話、彩色電視，又能傳輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的多媒體綜合通信系統(tǒng)。,簡述光纖通信中激光器直接調(diào)制的定義、用途和特點(diǎn)。,答：直接調(diào)制：即直接對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制，通過控制半導(dǎo)體激光器的注入電流的大小，改變激光器輸出光波的強(qiáng)弱，又稱為內(nèi)調(diào)制。 傳統(tǒng)的PDH和2.5Gbits速率以下的SDH系統(tǒng)使用的LED或LD光源基本上采用的都是這種調(diào)制方式。 直接調(diào)制方式的特點(diǎn)是: 輸出功率正比于調(diào)制電流，簡單、損耗小、成本低,SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字系列),PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy，準(zhǔn)同步數(shù)字系列),編碼器可分為信源編碼和（ ）兩部分,信道編碼,闡述光源半導(dǎo)體激光器LD和半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED的主要區(qū)別和作用。,答：LD和LED相比，其主要區(qū)別在于，前者發(fā)出的是激光，后者發(fā)出的是熒光，因此，LED的譜線寬度較寬，調(diào)制效率低，與