Модуляция оптического излучения
Модуляция - Это изменение параметров оптической несущей по закону информационного колебания.
Внешняя модуляция основана на изменении параметров излучения (интенсивности, поляризации и других) при прохождении светового луча через какую-либо среду. Прямая модуляция, иногда называемая непосредственной, предполагает воздействие модулирующего сигнала на источник оптического излучения.
Изменение мощности излучения может происходить импульсно или по закону сигнала с непрерывным во времени изменением, как показано на рисунке 4.1. Непрерывные (аналоговые) сигналы при модуляции могут искажаться. Поэтому при модуляции интенсивности выбирается линейный участок ваттамперной характеристики излучателя. Достижимой является величина М до 90%, но при этом начинают проявляться нелинейные искажения. Для их оценки и нормирования применяется степенная аппроксимация.
Рисунок 1 - Прямая модуляция со смещением
Полоса частот ограничена спадом АЧХ
При попадании сигнала на нелинейные участки сквозной характеристики, возникают нелинейные искажения.
АЧХ СИД и ППЛ
Рисунок 4.2 -Частотная характеристика модуляции СИД
Реальная полоса частот модуляции СИД зависит от конструкции прибора и, как правило, не превышает 100 МГц.
Рисунок 4.3 - Частотные характеристики модуляции ППЛ
Виды внешней модуляции:
- электрооптическая;
- магнитооптическая;
- упругооптическая;
- Электроабсорбционный эффект.
8. Электрооптический эффект – изменение параметров показателя преломления некоторых материалов (например, ниобата лития LiNbO3) под действием электрического поля, создаваемого источником модулирующего сигнала.
Электроабсорбционный эффект – изменение параметров прозрачности некоторых материалов под действием электрического поля, создаваемого источником модулирующего сигнала.
9. Модулятор Маха – Зендера может быть отнесён к электрооптическим модуляторам. Он представляет собой два встречно включенных Y – разветвителя, соединенных отрезками отдельно управляемых волноводов. Распределенная связь между световодами отсутствует, они играют роль фазового модулятора.
Рисунок 4.4 - Модулятор Маха – Зендера
10. Шумы, возникающие при модуляции тока накачки лазера, подразделяются:
шумы, обусловленные спонтанным излучением;
шумы, обусловленные изменением температуры и тока (дробовый шум);
шумы, обусловленные отраженным излучением от стыка с оптическим волокном;
шумы перескока моды;
шумы частотной модуляции.
Нелинейные искажения при модуляции уменьшаю путем ввода в схему модулятора отрицательной обратной связи.
В состав оптического передатчика обычно входят источник оптического излучения, согласующее оптическое устройство, электронные схемы модуляции и стабилизации режимов работы источника излучения.
Главным элементом ПОМ является источник излучения. Он должен излучать на длине волны, соответствующей одному из окон прозрачности ОВ; обеспечивать достаточно высокую мощность излучения и эффективный ввод его в ОВ; иметь высокое быстродействие, позволяющее осуществлять высокоскоростную модуляцию; отличаться простотой, надежностью и малыми габаритами.
Терморегулятор и термодатчик применяются для стабилизации температуры и следовательно – для уменьшения шумов.