电光调制基础

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1、电光调制•基础EOM(ElectroopticModulator)将信息加载于激光的过程称之为调制，完成这一过程的装置称为调制器，激光称为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号。电光在激光器外的光路中进行调制，为外调制。(内调制：加载调制信号在激光振荡过程中进行，调制信号改变激光器的震荡参数,从而改变激光输出。激光谐振腔内放置元件。)•分类调幅、调频、调相、强度调制1.振幅调制使载波的振幅随调制信号而变化，简称调幅。激光载波的电场强度为：£0a)=A)cos(©/+%)调制信号q(0=AmcoscomtA山和©分别是调制信号的振幅和角频率。调制之后，激光振幅观与调制信号

2、成正比。其调幅波的表达式为：E⑴=A)[l+macos©/]cos(©/+%)E(r)=血cos(©r+如+才4)cos[(©+©?"+如+才A)cos[(q-M/n)t+如ma=Atul为调幅系数。调幅波的频谱三个频率成分：第一项是载频分量，二、三项是因调制而产生的新分量，为边频分量。A)©一©©4)+©2・频率调制(FM)和相位调制(PM)光载波的频率或相位随着调制信号的变化规律而改变。两种调制波都表现为总相角0(f)的变化,统称角度调制。将瞬时频率(瞬时相位)在原冇基础上新增随调制信号线性变化的频率(相位)分量。频率调制相位调制变化JSL里角频率6969(0=◎

3、+△w)=©+kfa(t)相位角0总相角=jco⑴df+%=©/+(kfa(t)dt+(/)()=a)()t+J心(Azz/cos©/)力+0()=©/+mfsino)J+如如)=©/+%+⑴=©/+%+认8叫调制波E⑴=2%cos(6^/+mfsincomt+%)E⑴=Acos(©/+叫coscomt+如系数调频系数kfAmA69mf=©%对比例系数调相系数m产叭综合实质都为调制总相角E(t)=4)cos

4、co^t+msina)j+%]=/4Jcos(©f+%)cosOsincoitlt)一sin(©f+叽)sin(msin©/)]BESSELcos(加sina)mt

5、)=丿J加)+2》；_

6、J2fl(m)cos(2na)mt)sin(msin%)=2》：=[[厶(加)sin((2〃-1)©/]E⑴=A)丿o(加)COS(©t+©))+A)SZi£,(%)["$(©+ncojt+0()+(—1)"cos(©-ncojt+如单频止弦波调制时，其角度调制波的频谱是由光载频与在它两边对称分布的无穷多对边频所组成的。边频间的频率间隔是©，幅度的大小血⑷）由贝塞尔函数决定。3・强度调制光载波的强度（光强）随调制信号变化。激光调制通常多采用强度调制形式，因为接收器（探测器）一般直接地响应其所接收的光强度变化。激光的光强:/（/）=e2（t）=盃c

7、os2（6^?+00）强度调制的光强表达式可写为：W）=^[l+R/a）]COs2（©/+%）kp为比例系数。设调制信号是单频余弦波。⑴=A”cos（©/）将其代入上式，并令kpAm=mp（称为强度调制系数）/⑴=扌[1+mpcoscomt]cos2（coct+0.）4.脉冲调制以上调制得到的调制波都是连续振荡的波，称为模拟式调制。不连续状态下进行调制的脉冲调制和数字式调制（也称为脉冲编码调制）。它们一•般是先进行电调制（模拟脉冲调制或数字脉冲调制），再对光载波进行光强度调制。脉冲调制是用一种间歇的周期性脉冲序列作为载波，这种载波的某i参量按调制信号规律变化的调制方法。

8、1.先用模拟调制信号对电脉冲序列的某参量（幅度、宽度、频率、位置等）进行电调制；（按调制信号规律变化，成为已调脉冲序列）2.然后再用这已调电脉冲序列对光载波进行强度调制，就可以得到相应变化的光脉冲序列。周期脉冲序列载波•电光效应晶体小在某一方向上加调制电压（外加电场），晶体折射率发生相应改变。而在双折射作用下,导致光场通过该介质后传输特性发生改变。线性电光效应1.折射率椭球通式有6个分量(1]_2r1、2z2+2<1、yz+2(?xz+2<1)W丿1

9、Z1£1+Yi2E2+X3E3i=1〜6>1h…电光系数，冇18个分量，矩阵表示Zl2丫22了23兀2兀3人2儿3752齐3齐22.KDP晶体——复四方偏三角面体3*jEj二>100%0000?52E,Ey0齐3・x+厂zc厂，—^+-+2/63^=1i2<2n}-^dnnn2恥-存厂"“-牛皿®=5n}电致折射率变化。1.电光相位延迟A。二¥"厂"J厶=乎®%E丄=半波电压：光程差［ny,-nx^L为半个波长（相位差为;r）：K/222如齐34.偏振态相位延迟：一线偏光，垂直无‘-）*平面入射，分解为相互垂直的*、y‘两个偏振分量:疋: