光調(diào)制器是通過(guò)電壓或電場(chǎng)的變化最終調(diào)控輸出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件。它所依據(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)、Frang-Keldgsh效應(yīng)、量子阱Stark效應(yīng)、載流子色散效應(yīng)等。在整體光通信的光發(fā)射、傳輸、接收過(guò)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。它將由電發(fā)射機(jī)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為光信號(hào)，解決了輸出信號(hào)的幅度和頻率都隨調(diào)制電流的變化而改變的問(wèn)題，同時(shí)抑制了“啁啾”特性。調(diào)控光發(fā)射機(jī)發(fā)出的光信號(hào)的振幅和狀態(tài)，再進(jìn)入光纖進(jìn)行傳播。

電光調(diào)制器的原理|設(shè)計(jì)

電光調(diào)制器是利用介質(zhì)的線性電光效應(yīng)。在外加調(diào)制信號(hào)時(shí)，介質(zhì)的折射率在信號(hào)電場(chǎng)的作用下由于電光效應(yīng)而產(chǎn)生變化，當(dāng)光載波進(jìn)入調(diào)制器后這種變化最終將引起光載波的相...[查看全部]

光調(diào)制器是通過(guò)電壓或電場(chǎng)的變化最終調(diào)控輸出光的折射率、吸收率、振幅或相位的器件。它所依據(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)、Frang-Keldgsh效應(yīng)、量子阱Stark效應(yīng)、載流子色散效應(yīng)等。

光調(diào)制器是什么

光調(diào)制器是高速、短距離光通信的關(guān)鍵器件，也是最重要的集成光學(xué)器件之一。光調(diào)制器按照其調(diào)制原理來(lái)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(guò)電壓或電場(chǎng)的變化最終調(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)用最為廣泛的調(diào)制器。在整體光通信的光發(fā)射、傳輸、接收過(guò)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(duì)所需的信號(hào)或被傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行包括“去背景信號(hào)、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(cè)。

光調(diào)制器的基本原理

根據(jù)將信息加載到光波上的位置，可將光調(diào)制器的調(diào)制類型分為兩大類：一類是用電信號(hào)去調(diào)制光源的驅(qū)動(dòng)電源;另一類是直接對(duì)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(jiǎn)稱為：內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制。根據(jù)調(diào)制方式，光調(diào)制器調(diào)制類型又有：①?gòu)?qiáng)度調(diào)制;②相位調(diào)制;③偏振調(diào)制;④頻率和波長(zhǎng)調(diào)制。

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(duì)象，利用外界因素使待測(cè)的直流或緩慢變化的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成以某一較快頻率變化的光信號(hào)，這樣，就可采用交流選頻放大器放大，然后把待測(cè)的量連續(xù)測(cè)量出來(lái)。

2、相位調(diào)制

利用外界因素改變光波的相位，通過(guò)檢測(cè)相位變化來(lái)測(cè)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(zhǎng)度、傳播介質(zhì)的折射率及其分布等參數(shù)決定，也就是說(shuō)改變上述參量即可產(chǎn)生光波相

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聲光調(diào)制器是控制激光束強(qiáng)度變化的聲光器件。調(diào)制信號(hào)是以電信號(hào)形式作用于電聲換能器上，再轉(zhuǎn)化為以電信號(hào)形式變化的超聲場(chǎng)，當(dāng)光波通過(guò)聲光介質(zhì)時(shí)，由于聲光作用，使光載波受到調(diào)制而成為攜帶信息的強(qiáng)度調(diào)制波。

聲光調(diào)制器是什么

聲光調(diào)制是一種外調(diào)制技術(shù)，通常把控制激光束強(qiáng)度變化的聲光器件稱作聲光調(diào)制器。聲光調(diào)制技術(shù)比光源的直接調(diào)制技術(shù)有高得多的調(diào)制頻率;與電光調(diào)制技術(shù)相比，它有更高的消光比(一般大于1000：1)，更低的驅(qū)動(dòng)功率，更優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和更好的光點(diǎn)質(zhì)量以及低的價(jià)格;與機(jī)械調(diào)制方式相比，它有更小的體積、重量和更好的輸出波形。根據(jù)它的用途特點(diǎn)可分為：脈沖聲光調(diào)制器、線性聲光調(diào)制器、正弦聲光調(diào)制器、紅外聲光調(diào)制器等。

聲光調(diào)制器的工作原理

聲光調(diào)制器由聲光介質(zhì)和壓電換能器構(gòu)成。當(dāng)驅(qū)動(dòng)源的某種特定載波頻率驅(qū)動(dòng)換能器時(shí)，換能器即產(chǎn)生同一頻率的超聲波并傳入聲光介質(zhì)，在介質(zhì)內(nèi)形成折射率聲變化，光束通過(guò)介質(zhì)時(shí)即發(fā)生相互作用而改變光的傳播方向即產(chǎn)生衍射。

當(dāng)外加信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電源作用到聲光器件時(shí)，超聲強(qiáng)度隨此信號(hào)變化，衍射光強(qiáng)也隨之變化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光的振幅或強(qiáng)度調(diào)制;當(dāng)外加信號(hào)僅為載波頻率且不隨時(shí)間變化時(shí)，衍射光的頻率發(fā)生變化而達(dá)到移頻。

聲光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)

聲光調(diào)制是基于聲光效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。聲光調(diào)制器由聲光介質(zhì)、電-聲換能器、吸聲(或反射)裝置及驅(qū)動(dòng)電源等組成。

聲光介質(zhì)是指聲光相互作用的區(qū)域。當(dāng)一束光通過(guò)變化的聲場(chǎng)時(shí)，由于光和超聲場(chǎng)的相互作用，其出射光就具有隨時(shí)間而變化的各級(jí)衍射光，利用衍射光的強(qiáng)度隨超聲波強(qiáng)度的變化而變化的性質(zhì)，就可以制成光強(qiáng)度調(diào)制器。

電-聲換能器(又稱超聲發(fā)生器)可以利用某些壓電晶體(如石英、LiNbO3等)或壓電半導(dǎo)體(如CdS、ZnO等)的反壓電效應(yīng)，在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)而形成超聲波，因此它起著將調(diào)制的電功率轉(zhuǎn)換成聲功率的作用。

吸聲(或反射

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電光調(diào)制器是利用介質(zhì)的線性電光效應(yīng)。在外加調(diào)制信號(hào)時(shí)，介質(zhì)的折射率在信號(hào)電場(chǎng)的作用下由于電光效應(yīng)而產(chǎn)生變化，當(dāng)光載波進(jìn)入調(diào)制器后這種變化最終將引起光載波的相位、振幅或頻率上的變化。

電光調(diào)制器是什么

電光調(diào)制器是利用某些電光晶體，如鈮酸鋰晶體(LiNbO3)、砷化稼晶體(GaAs)和鉭酸鋰晶體(LiTaO3)的電光效應(yīng)制成的調(diào)制器。電光效應(yīng)即當(dāng)把電壓加到電光晶體上時(shí)，電光晶體的折射率將發(fā)生變化，結(jié)果引起通過(guò)該晶體的光波特性的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的相位、幅度、強(qiáng)度以及偏振狀態(tài)的調(diào)制。

電光調(diào)制器有很多用途。相位調(diào)制器可用于相干光纖通信系統(tǒng)，在密集波分復(fù)用光纖系統(tǒng)中用于產(chǎn)生多光頻的梳形發(fā)生器，也能用作激光束的電光移頻器。

電光調(diào)制器有良好的特性，可用于光纖有線電視(CATV)系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統(tǒng)。

電光調(diào)制器除了用于上述的系統(tǒng)中用于產(chǎn)生高重復(fù)頻率、極窄的光脈沖或光孤子(Soliton)，在先進(jìn)雷達(dá)的欺騙系統(tǒng)中用作為光子寬帶微波移相器和移頻器，在微波相控陣?yán)走_(dá)中用作光子時(shí)間延遲器，用于光波元件分析儀，測(cè)量微弱的微波電場(chǎng)等。

電光調(diào)制器的原理

電光調(diào)制器的基礎(chǔ)是電光效應(yīng)。根據(jù)電光晶體的折射率變化量和外加電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，電光效應(yīng)可分為線性電光效應(yīng)(泡克耳斯效應(yīng))和二次電光效應(yīng)(克爾效應(yīng))。因?yàn)榫€性電光效應(yīng)比二次電光效應(yīng)的作用效果明顯，因此實(shí)際中多用線性電光調(diào)制器對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制。線性電光調(diào)制器可分為縱向的和橫向的。在縱向的調(diào)制器中，電場(chǎng)平行于光的傳播方向，而橫向調(diào)制器的電場(chǎng)則垂直于光傳播的方向。

將電光調(diào)制器應(yīng)用于激光通信的主要目的是對(duì)激光通信系統(tǒng)中激光器的速率、功率、寬帶的寬進(jìn)行有效調(diào)制，這要求電光調(diào)制器能夠在無(wú)失真?zhèn)鬏敿す獾幕A(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述參數(shù)的有效調(diào)制。因此，進(jìn)行電光調(diào)制器設(shè)計(jì)，應(yīng)明確以下目標(biāo)：高消光比、低驅(qū)動(dòng)電壓、高調(diào)制速

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