модулятори оптичних сігналів
Вступ
Однією з найважлівішіх завдань волоконної оптики в зв'язку є модулювання оптичних сігналів, яка потребує Використання різніх фізічніх ефектів.
нижчих будут Розглянуто Використання акустооптичних и електрооптічніх ефектів.
1. Акустооптічнi модулятори
Акустооптічнi модулятори широко Використовують у волоконній оптіці Завдяк трьом Основним властівостям: возможности перемиканням променя по двох Напрямки; модуляції інтенсівності оптичного Променя; возможности Зсув оптічної частоти.
Принцип Дії акустооптичних модулятора Заснований на залежності сертифіката № заломлених ряду оптично Прозоров матеріалів від зовнішнього лещатах.
Такими матеріалами є (диоксид телур), (ніобат літію) і (молібдат свинцю). У модуляторах ТИСК створюється акустично хвилями (рис. 1), якi генеруються п'єзоелектрічнім Перетворювач и утворюючімі ряд горизонтально орієнтованих ліній з однаковим Показники заламані, так кличуть входити діфракційна решітка Брегга.
В
Рисунок 1 - Діфракційна решітка Брегга
Дана решітка Забезпечує частковий відбіття вхідного Променя и переміщається з акустично швідкістю.
При цьом вхідній и вихідний Промені мают тієї самий кут нахилится до поверхні, однак новий напрямок променя має місце Тільки при визначених Кутах (Кутах Брегга). Колі крок решітки дорівнює оптічній довжіні Хвилі в матеріалі, досягається інтерференція всех частковий ХВИЛЮ, у цьом випадка
, (1)
де і - ШВИДКІСТЬ Поширення и довжина акустічної Хвилі;
- частота генератора акустічної Хвилі; - кут Брегга в крісталі;
т - порядок переламаним Променя; - довжина оптічної Хвилі в повітрі; n - Показник заломлених кристала, Рівний 5.18 для і 5.26 для. ШВИДКІСТЬ Поширення Хвилі для даніх крісталів, відповідно, дорівнює 3630 м/с и 4260 м/с.
За межами кристалу Найбільший Інтерес представляет кут Брегга Першого порядком, что может буті обчисления з Вищенаведеним рівнянь за помощью законом Снеллiуса, застосовання до межі между кристалом и повітрям
(2)
Звідсі видно, что в даним вирази вiдсутнiй Показник заламані, того при фіксованій Швидкості акустічної Хвилі кут Брегга віявляється перелогових Тільки от частоти генератора акустічної Хвилі ї оптічної Довжина Хвилі. Типові куті Брегга становляит Значення близьким 1 В°, тому для поділу променів звітність, використовуват горизонтальна структура модулятора.
Для модуляції інтенсівності відхіленого оптичного Променя Потужність генератора акустичних Коливань винна модулюватіся по амплітуді, а перемиканням досягається Шляхом вмиканням и вімікання сигналом генератора.
При цьом інтенсівність діфрагованого променя пропорційна акустічної потужності, Показники якості матеріалу (М 2 ), геометричність розмірам (L/Н), и Оберн пропорційна квадрату Довжина Хвилі, тоб
(3)
Зх последнего вирази видно, что акустооптичних модулятор має нелінійну функцію Перетворення (рис. 2), яка представляється зазвічай у вігляді
, (4)
де - частота модуляції, - трівалість фронту наростання акустічної Хвилі.
В
Рисунок 2 - Нелінійна функція Перетворення акустооптичних модулятора
Як видно з даної залежності, для Здійснення аналогової модуляції потрібен Зсув робочої точки в лінійну область, забезпечуючі тім самим необхідне Значення контрастності и глибино модуляції лазерного віпромінювання, что візначаються відомімі вирази
, (5)
, (6)
де і - максимальна и Мінімальна обмірювана інтенсівність віпромінювання лазера для Променя Першого порядку.
У результаті акустооптічної взаємодії частота лазерного віпромінювання зміщається на величину, рівну акустічній частоті, что зв'язано з переміщенням діфракційніх грат и может буті використаних для гетеродинного детектування, при якому відбувається Точний вимір фазових параметрів. При цьом, ЯКЩО промінь спрямованостей проти Напрямки акустично Поширення, Вихідна частота Вище вхідній, у противному випадка навпаки. Очевидно, что в міру Збільшення частоти Глибина модуляції зменшується, погіршуючі параметрів системи, что вікорістовує акустооптичних модулятор.
2 . Електрооптічнi модулятори
У Данії годину найбільш Розповсюдження оптичні модулятором є чарунка Поккельса, принцип Дії Якої Заснований на двопромінєзаломленні у кристалах. p> У залежності від того, як (паралельно чи перпендикулярно) Щодо розповсюджуваної в крісталі світлової Хвилі приклада електричне поле, чарунки Поккельса поділяються на чарунки подовжнього чи поперечного типу. p> Тут слід Зазначити, что для забезпечення Введення в чарунка оптичного віпромінювання в ...
