光电子技术第7课

《光电子技术第7课》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电子技术第7课（25页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、221221)(arnrn212cLnoiPPL10log10 =2 / z(a)fA z /2 / 2 / 3 / (b)自聚焦光纤的透镜特性自聚焦光纤的透镜特性 群迟延差为群迟延差为衰减系数衰减系数 2EEPtEtEE2cos21cos2120020)cos()cos() 12(cos2) 12(cos22121020112021201ttEEtEtE倍频混频3.1 光调制的基本概念原理光源光源 信息加载信息加载或光控制或光控制 光传输光传输 处理处理存储存储 光信号光信号接收接收 光源器件光源器件光调制器件光调制器件光传输器件光传输器件光探测器件光探测器件光显示器件光显示器件光存储器件光

2、存储器件按信息传递的各个环节划分按信息传递的各个环节划分调制调制将信息加载于载波（激光）的过程。将信息加载于载波（激光）的过程。调制器调制器完成调制过程的装置称为完成调制过程的装置称为调制器调制器(Modulator） 激光是一种频率更高的电磁波，它具有很好相干性，象电磁波（收音机、激光是一种频率更高的电磁波，它具有很好相干性，象电磁波（收音机、电视等）一样可以用来作为传递信息的载波。电视等）一样可以用来作为传递信息的载波。 由激光由激光“携带携带”的信息的信息(包括语言、文字、图像、符号等包括语言、文字、图像、符号等)通过一定的传输通过一定的传输通道通道(光纤等光纤等)送到接收器，再由光接收

3、器鉴别并还原成原来的信息。这种将送到接收器，再由光接收器鉴别并还原成原来的信息。这种将信息加载于激光的过程称之为调制。信息加载于激光的过程称之为调制。其中激光称为载波；起控制作用的低频其中激光称为载波；起控制作用的低频信息称为调制信号。信息称为调制信号。根据调制器和激光器的相对关系，可以分为内调制和外调制根据调制器和激光器的相对关系，可以分为内调制和外调制)cos()(cccctAtEcA振幅角频率c相位角c激光光波的电场强度是：激光光波的电场强度是：内调制内调制：是指加载调制信号是在激光振荡过程中进行的，即是指加载调制信号是在激光振荡过程中进行的，即以调制信号去改变激光器的振荡参数，从而改变

4、激光输出特以调制信号去改变激光器的振荡参数，从而改变激光输出特性以实现调制性以实现调制。 激光调制按其调制的性质可以分为激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及调幅、调频、调相及调强等调强等。 外调制外调制：是指激光形成之后，在激光器外的光路上放置是指激光形成之后，在激光器外的光路上放置调制器，用调制信号改变调制器的物理特性，当激光通过调调制器，用调制信号改变调制器的物理特性，当激光通过调制器时，就会使光波的某参量受到调制制器时，就会使光波的某参量受到调制。外调制方便，且比内调的调制速率高（约一个数量级），调制带宽要宽得多，故倍受重视。调制带宽是指可以输出的或者加载的最高信号速率 波特

5、率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符号。 外内 Am 和和 m 分别是调制信号的分别是调制信号的振幅振幅和和角频率角频率.振幅调制就是载波的振幅随着调制信号的规律而变化的振幅调制就是载波的振幅随着调制信号的规律而变化的振荡，简称调幅。振荡，简称调幅。) 1 . 1 . 3()cos()(cccctAtE)2 . 1 . 3(cos)(tAtamm设激光载波的电场强度如：设激光载波的电场强度如：如果调制信号是一个时间的余弦函数，即：如果调制信号是一个时间的余弦函数，即： 当进行激光振幅调制时，

6、当进行激光振幅调制时，(3.1.1)式中的激光振幅式中的激光振幅 Ac 不再是不再是常量，而是与常量，而是与调制信号成正比调制信号成正比。3.1.1 振幅调制其调幅波的表达式为：其调幅波的表达式为： 利用三角公式：利用三角公式： 得：得： cmccacmccaccctAmtAmtAtE)(cos2)(cos2)cos()()cos(cos1)(ccmacttmAtE(3.1.3)cos()cos(21coscos(3.1.4)称为调幅系数。称为调幅系数。cmaAAm )cos()(cccctAtEtAtammcos)(m2调调幅幅波波频频谱谱2caAmmccmc2caAmcA调幅波的频谱是由三

7、个频率成分组成的。调幅波的频谱是由三个频率成分组成的。第一项是第一项是载频分量载频分量；第二、三项是因调制而产生的新分量，称为第二、三项是因调制而产生的新分量，称为边频分量边频分量 。cmccacmccaccctAmtAmtAtE)(cos2)(cos2)cos()( 调频或调相调频或调相就是光载波的就是光载波的频率频率或或相位相位随着调制信号的变随着调制信号的变化规律而改变的振荡。因为这两种调制波都表现为化规律而改变的振荡。因为这两种调制波都表现为总相角总相角 (t) 的的变化，因此统称为变化，因此统称为角度调制角度调制。 )5 . 1 . 3()()()(takttfccc 不再是常数不再

8、是常数，而是随调制信号而变化，即：，而是随调制信号而变化，即： )cos()(cccctAtE、对于调频而言，就是、对于调频而言，就是(3.1.1)式式3.1.2 频率调制和相位调制若调制信号是余弦函数，则调频波总相角为：若调制信号是余弦函数，则调频波总相角为： ) 6 . 1 . 3 (sinsin)cos()()()()(0000cmfccmmmfcctmmfctcfcctfctctmttAktdttAktdttaktdttakdttt其中其中 称为调频系数，称为调频系数，kf 称为比例系数。称为比例系数。mmmffAkm则调制波的表达式为：则调制波的表达式为： )7 .1 .3()sin

9、cos()(cmfcctmtAtE)cos()(cccctAtE)()(taktfc式中，式中， 称为调相系数。称为调相系数。mAkmtAkttakttmmcccccos)()(3.1.8)则调相波的表达式为：则调相波的表达式为： )coscos()(cmcctmtAtE(3.1.9)cos()(cccctAtE、对于调相而言，、对于调相而言，不再是常数不再是常数，而是随调制信号而变化，即：，而是随调制信号而变化，即： c)sincos()(cmfcctmtAtE由于调频和调相实质上最终都是调制总相角，因此可写成由于调频和调相实质上最终都是调制总相角，因此可写成统一的形式统一的形式 利用利用s