Модуляція оптичного випромінювання, методи модуляції, вимоги до модуляторів.
Модуляція світла–це зміна одного з його параметрів ( амплітуди, довжини хвилі, фази), можлива також зміна поляризації, напрямку розповсюдження, розподілу лазерних мод і т.ін.) в залежності від управляючого (модулюючого) сигналу. У волоконно-оптичному зв’язку, використовується модуляція інтенсивності (потужності) оптичного випромінювання згідно з формою вхідного електричного сигналу. До модуляторів оптичного діапазону ставляться такі вимоги:
- широкосмуговість - необхідна інформаційна ємність;
- лінійність модуляційної характеристики;
- великий динамічний діапазон;
- достатня глибина модуляції світла;
- простота реалізації;
- мінімальна маса та габарити;
- висока ефективність, економічність, низька вартість;
- стабільність параметрів.
Існує два основних засоби модуляції оптичного випромінювання. Перший з них заснований на використанні джерела, в якому здійснюється процес модуляції. Модуляція випромінювання у цьому випадку здійснюється в процесі його генерації. Така модуляція називається прямою, внутрішньою або безпосередньою, її прикладом є зміна потужності випромінювання напівпровідникового лазера або світлодіода зміною його струму накачування. Другий засіб - модуляція випромінювання джерела спеціальним модулятором, встановленим на виході випромінювача. Така модуляція називається зовнішньою.
У загальному випадку внутрішня модуляція, яка заснована на зміні потужності накачування, більш економічна, ніж зовнішня. При зовнішній модуляції спочатку необхідно отримати від джерела повну оптичну потужність, а після цього для формування сигналу більшу її частину загасити. При внутрішній модуляції потужність, що випромінюється, регулюється у відповідності з струмом накачування, що призводить до еквівалентної зміни інтенсивності (потужності) оптичного випромінювання. Цей вид модуляції простий, не вносить втрат в оптичний лінійний тракт, не вимагає складних приладів, застосовується не тільки до когерентного, але й до некогерентного випромінювання.
|
|
|
Оптичні передавальні пристрої, їх призначення, структурні схеми цих пристроїв.
Призначення ОПерП – перетворення вхідного електричного сигналу в ідентичний йому оптичний сигнал з високою точністю.
Для всіх ОПерП характерні такі властивості:
- використання напівпровідникових випромінювачів (світлодіодів, лазерів);
- використання внутрішньої (прямої) модуляції інтенсивності оптичного випромінювання;
- типовий ОПерП містить електронні схеми для узгодження параметрів випромінювача з параметрами вихідних каскадів прикінцевих електронних пристроїв;
|
|
|
- ОПерП містить схеми підсилення та перетворення вхідних сигналів, а також схеми стабілізації режимів роботи;
- ОПерП має оптичний узгоджуючий пристрій або пристрій введення випромінювання у волоконний світловод.
На рис.3.37 наведена типова структурна схема ОПерП.
УП--узгоджуючий пристрій; П–підсилювач, ЕП–емітерний повторювач; ГСН–генератор струму накачування; ДОВ – джерело оптичного випромінювання; ОУП – оптичний узгоджуючий пристрій.
Стабілізація оптичної потужності в оптичних передавальних пристроях. Температурна стабілізація оптичної потужності.
Досить часто в ОПерП використовується стабілізація струму накачування. Особливо важливою є стабільність струму накачування в ОПерП з лазерним випромінювачем. Нестабільність струму накачування у таких пристроях призводить до коливань оптичної потужності випромінювача, переходу його в багаточастотний режим роботи, якщо струм накачування зменшується, а струм постійного зміщення стає нижче порогового.
Рис.3.38 - Схеми стабілізації струму накачування: за струмом накачування а) та за оптичною потужністю б)
В схемі частина оптичної потужності через направлений відгалужувач (НВ) надходить на фотодетектор (ФД), потім на схему зворотного зв’язку. В разі використання лазерного випромінювача світло, що випромінюється із задньої стінки лазерного резонатора може безпосередньо без НВ надходити до ФД.
|
|
|
При використанні лазерних випромінювачів в цифрових ОПерП виникає декілька проблем. Перш за все необхідно, щоб лазер випромінював пікову потужність, яка повинна бути постійною увесь період експлуатації та незалежною від змін температури. Відомо, що оптична потужність лазера з підвищенням температури зменшується. Аналогічним підвищенню температури є вплив на потужність випромінювача його старіння. Крім того, в процесі старіння випромінювача на його ВтАХ з΄являються зломи. При використанні лазерних діодів також може виникати нестабільність ширини спектра випромінювання та його модового складу.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1776; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!