激光調制修改ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 波形 標準二元信號 整形后的二元信號 脈沖預整形電路 整形電路的作用是使數據的頂部預失真變窄 ， 一方面可以降低注入載流子的 變化速率 ， 另一方面較窄的調制脈沖可以補償啁啾效應造成的光脈沖的動態展寬 ， 有利于高速率下的應用 。 (a)標準二元電信號 (c)整形后發送的光脈沖 (d)接收的光脈沖 (b)整形后電脈沖 LD的開通延遲 碼間圖案相關效應 （ 2）偏置電流的影響 。很多現象與偏置電流有關。 當 時 ， 會出現開通延遲現象 。 光脈沖的出現較電脈沖滯后 ， 且頂部有振蕩 。 thb II ? 當 時 ， 有利于使用較小的驅動電流獲得較大光功率輸出 ， 而且有利于提高電 光響應速度 。 但是 ， 過高的直流偏置受兩方面的限制：一是容易出現碼間圖案相關效應；二是導致接收靈敏度的降低 。 thb II ? 碼間圖案相關效應：第一個 1碼過去后 ， 雖然驅動電流已為 0， 但 LD有源區內的注入載流子并未完全消失 ， 接著再來一個 1碼 ， 相當于在殘存的非平衡載流子之上疊加新的載流子 ，造成 第二個脈沖的寬度和幅度都大于前一個光脈沖 。 輸入脈沖為連 0后 ， 光脈沖才能恢復正常波形 。 這種效應在非平衡載流子壽命接近調制脈沖系列的時隙寬度時更加明顯 。 因此 ， 偏置電流一定要加得適當 。 （ 3）頻率啁啾效應 對應于直接調制信號的上升沿和下降沿 ， LD有源區內注入載流子密度的變化引起折射率變化 ， 進而引起 LD發送端光信號波長的漂移 。 啁啾效應使 LD輸出頻譜動態展寬 。 機械偏轉 利用反射鏡或多面反射棱鏡的旋轉，或者利用反射鏡的振動實現光束掃描。 激光偏轉技術 光楔偏轉： 光楔就是利用介質幾何形狀引起光偏轉的，其偏轉角為 ? ? dnldln ???? 1? 利用泡克耳斯效應 ， 在電光晶體上施加電場改變晶體的折射率使光束偏轉 。 實際的電光晶體偏轉器是由兩個 z軸相反的晶體棱鏡(如 KDP棱鏡 )所組成 。 實際的電光晶體偏轉器 如果激光垂直一個直角面射到圖所示的下面的直角棱鏡上，由折射定律可得出射光的偏轉角為 （ 1）模擬式電光偏轉 ?? ???? nn? 為兩個棱鏡的折射率之差。 電光偏轉 施加電壓后，上、下層棱鏡中傳播時光的折射率為 鏡慢軸鏡快軸；方向為 BAx ?36332 Ennn ooA ??????? )(2 3633Ennn ooB ? 36332 Enn oo ??dVndlEndnloo 6333633 ??? ???? 與外加電壓 V成線性比例關系，通過調節 V可使光束發生連續偏轉。 為了增大偏轉角度 ， 采用多塊晶體棱鏡串聯 ， 頭尾 2塊為直角棱鏡 ， 中間位等腰三角形棱鏡 ， 總的偏轉角為單級的 m倍 。 m6330 ?? dVn ??（ 1）數字式偏轉 122202220)s i nc os)(11(2s i n21 ????ee nnnntg ???? 現代光存儲器都是采用二進制的數字式偏轉器 ， 右圖是由電光晶體和雙折射晶體組合的數字式偏轉器 。 雙折射原理：沿與光軸成某一角度的非偏振光入射時，將分成垂直分量（ O光）和平行分量（ e光）二束，分離角為 ee nnnn ?????? 000 09000 ，但，；當，當 ????為入射光與光軸夾角? 電光數字式偏轉器 當電光晶體不加電壓時 ， O光入射 ， 偏振方向不變 ， 再通過雙折射晶體時 ， 傳輸方向不變；當電光晶體加電壓時 ， O光入射 ，偏振方向變化成為 e光 ， 再通過雙折射晶體時 ， 傳輸方向變化 。上述就是一個一級數字偏轉器 ， 入射的線偏振光隨電光晶體加和不加電壓而分別占據兩個地址之一 ， 即 0和 1。 若把 n個這樣的數字偏轉器組合起來 ， 就能做到 n級數字偏轉 。 如三級數字偏轉器 ， 入射光就分離 8個偏轉點；如 4級串接 ， 就有 24=16個偏轉點 。 如果二維組合 ， 就可以偏轉到平面不同位置 。 000代表三個電光晶體都不加電壓； 110代表 S S2加電壓，S3不加電壓，以此類推。 三級數字式偏轉器 聲光偏轉 聲光偏轉器的結構與聲光調制器基本相同，所不同之處在于調制器是改變衍射光的強度，而偏轉器則是利用改變聲波頻率來改變衍射光的方向，使之發生偏轉，既可以使光束連續偏轉，也可以使分離的光點掃描偏轉。 聲光器件結構示意圖 在滿足布喇格衍射時，衍射光與入射光束之間的夾角 nVnVBi ???????24s i n221 ???????? ????? ??? dnVd ??? 2求微分得 可見光束偏轉角 與聲頻的變化 成正比。因而，改變聲頻就可以改變光束方向。 ?d?d 激光寬行打字機原理框圖 非線性： 施加的外力與其作用結果之間不成線性關系。 非線性光學正是利用了物質本身的非線性特征。 一、倍頻光的產生 動態電場的光進入光學材料時，材料中的原子因質量較重而固定不動，但是電子相對較輕，因此會跟從光電場的正、負周期變化，以 的頻率發生振動。 143 10 Hz?當入射光較弱時，電子的移動較小，可以視為單一振動（線性運動）；當入射光的強度達到像激光那樣強時，光本身的電場強度也非常大，電子振動變得劇烈 ，從單一振動變為非線性振動。由此產生了入射光頻率以外的振動分量，即倍頻。 激光在晶體中的非線性光學現象 相位匹配 相位匹配條件成立時（ a） 和不成立時（ b） 只有使晶體對應入射光和倍頻光的折射率相等，才能實現相位匹配。 相位匹配條件： 入射激光的傳播速度是諧波速度的兩倍。 雙折射晶體對應于入射光的偏振方向有兩個不同的折射率 ， 也就是說 ， 某一方向的偏振光的折射率和與之垂直的偏振光的折射率不同 。 如果充分利用這一特點 ， 就可能滿足相位匹配 。 簡而言之 ， 只要入射光相對于晶體成某一角度 ， 就可以做到入射光的折射率與倍頻光的感應折射率相等 。 KDP晶體的折射率 基頻波尋常光的折射率； 基頻波非常光的折射率； 倍頻波尋常光的折射率； 倍頻波非常光的折射率。 01n1en02n2en