光电子技术第7课.ppt

光电技术 光电子技术第七课 王炜路 TelQQEmail：wlwang@ecit.cn 3.1 光调制的基本概念原理 * * 上节复习 ?=2?/? z (a) f A z ?/2? ?/? 2?/? 3?/? (b) 自聚焦光纤的透镜特性 群迟延差为 衰减系数? 倍频 混频 光源 信息加载 或光控制 光传输 处理 存储 光信号 接收 光源器件 光调制器件 光传输器件 光探测器件 光显示器件 光存储器件 按信息传递的各个环节划分 调制——将信息加载于载波（激光）的过程。 调制器——完成调制过程的装置称为调制器(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、电视等）一样可以用来作为传递信息的载波。 由激光“携带”的信息(包括语言、文字、图像、符号等)通过一定的传输通道(光纤等)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。其中激光称为载波；起控制作用的低频信息称为调制信号。 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 激光光波的电场强度是： 内调制：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，从而改变激光输出特性以实现调制。 激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及调强等。 外调制：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 ωm 分别是调制信号的振幅和角频率. 　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荡，简称调幅。 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： 当进行激光振幅调制时，(3.1.1)式中的激光振幅 Ac 不再是常量，而是与调制信号成正比。 3.1.1 振幅调制 其调幅波的表达式为： 利用三角公式： 得： (3.1.3) (3.1.4) 称为调幅系数。 调 幅 波 频 谱 调幅波的频谱是由三个频率成分组成的。 第一项是载频分量； 第二、三项是因调制而产生的新分量，称为边频分量 。 调频或调相——就是光载波的频率或相位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总相角? (t) 的变化，因此统称为角度调制。 ωc 不再是常数，而是随调制信号而变化，即： Ａ、对于调频而言，就是(3.1.1)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： 其中 称为调频系数，kf 称为比例系数。 则调制波的表达式为： 式中， 称为调相系数。 (3.1.8) 则调相波的表达式为： (3.1.9) Ｂ