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精品文檔-下載后可編輯光調(diào)制器的基本原理-基礎(chǔ)電子光調(diào)制器的基本原理

光調(diào)制器,用于控制光的強(qiáng)度,分類電光、熱光、聲光、全光,基本理論電光效應(yīng)等。

光調(diào)制器是高速、短距離光通信的關(guān)鍵器件,也是重要的集成光學(xué)器件之一。光調(diào)制器按照其調(diào)制原理來講,可分為電光、熱光、聲光、全光等,它們所依據(jù)的基本理論是各種不同形式的電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、Franz-Keldysh效應(yīng)、量子阱Stark效應(yīng)、載流子色散效應(yīng)等。

其中電光調(diào)制器是通過電壓或電場的變化終調(diào)控輸出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件,它在損耗、功耗、速度、集成性等方面都優(yōu)于其他類型的調(diào)制器,也是目前應(yīng)用為廣泛的調(diào)制器。在整體光通信的光發(fā)射、傳輸、接收過程中,光調(diào)制器被用于控制光的強(qiáng)度,其作用是非常重要的。

光調(diào)制的目的是對所需的信號或被傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行包括“去背景信號、去噪聲、抗干擾”在內(nèi)的形式變換,從而使之便于處理、傳輸和檢測。

根據(jù)將信息加載到光波上的位置,可將調(diào)制類型分為兩大類:

一類是用電信號去調(diào)制光源的驅(qū)動電源;另一類是直接對廣播進(jìn)行調(diào)制。

前者主要用于光通訊,后者主要用于光傳感。簡稱為:內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制。

根據(jù)調(diào)制方式,調(diào)制類型又有:

1)強(qiáng)度調(diào)制;

2)相位調(diào)制;

3)偏振調(diào)制;

4)頻率和波長調(diào)制。

1.1、強(qiáng)度調(diào)制

光強(qiáng)度調(diào)制是以光的強(qiáng)度作為調(diào)制對象,利用外界因素使待測的直流或緩慢變化的光信號轉(zhuǎn)換成以某一較快頻率變化的光信號,這樣,就可采用交流選頻放大器放大,然后把待測的量連續(xù)測量出來。

1.2、相位調(diào)制

利用外界因素改變光波的相位,通過檢測相位變化來測量物理量的原理稱為光相位調(diào)制。

光波的相位由光傳播的物理長度、傳播介質(zhì)的折射率及其分布等參數(shù)決定,也就是說改變上述參量即可產(chǎn)生光波相位的變化,實現(xiàn)相位調(diào)制。

由于光探測器一般都不能感知光波相位的變化,必須采用光的干涉技術(shù)將相位變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈴?qiáng)變化,才能實現(xiàn)對外界物理量的檢測,因此,光相位調(diào)制應(yīng)包括兩部分:一是產(chǎn)生光波相位變化的物理機(jī)理;二是光的干涉。

1.3、偏振調(diào)制

利用偏振光振動面旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)光調(diào)制簡單的方法是用兩塊偏振器相對轉(zhuǎn)動,按馬呂斯定理,輸出光強(qiáng)為I=I0cos2α

其中:I0表示兩偏振器主平面一致時所通過的光強(qiáng);α表示兩偏振器主平面間的夾角。

1.4、頻率和波長調(diào)制

利用外界

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