29. Применение и классификация оптических фильтров. Абсорбционные фильтры. Свойства и характеристики.
30. Модуляция потока излучения – определение, назначение. Демодуляция.
Модуляция света
Рассмотрим модуляцию колебаний электромагнитного излучения оптического диапазона (видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучений).
При модуляции света изменяются:
амплитуда,
фаза,
частотаили
поляризациясветовых колебаний.
В любом из этих случаев в конечном счёте меняется совокупность частот, характеризующая излучение, т.е. его гармонический состав.
Модуляция света позволяет «нагружать» световой поток информацией, которая переносится светом и может быть затем извлечена и использована. В принципе количество информации, которое можно передать, модулируя колебания какого-либо вида, тем выше, чем вышечастотаэтих колебаний, в частности, потому, что с возрастанием частоты модулируемых колебаний — т. н. несущей частоты — появляется возможность увеличить ширину полосы частот модулирующих сигналов;частОты модулирующих колебаний должны быть меньше несущей.
Иногдапод модуляцией света понимают периодическое или непериодическое изменение толькоинтенсивностиизлучения.
Простейшим, известным с древности примером модуляции света является световая сигнализация с прерыванием светового потока.
В современной технике при подобной модуляции часто важна форма оптических сигналов, которую выбирают наиболее удобной для выполнения конкретной задачи. Это могут быть кратковремеменныеимпульсы света, сигналы, близкие кпрямоугольным,гармоническим и т. д.
Модуляция света– это изменение его параметров в зависимости от
управляющего (модулирующего) сигнала. С ее помощью производят наложение информации на световую волну или световой поток, осуществляющие ее перенос.
Существуют:
внутренняямодуляция - осуществляется в самом источнике излучения.
Внутреннюю AM света осуществляют, например, меняя по требуемому закону напряжение и ток питания искусственных источников излучения. Наиболее эффективен этот метод для газоразрядныхисточников света иполупроводниковыхизлучателей. Внутренняя М. с. широко применяется также вЛазерах.
внешняямодуляция - производится с помощью специальных устройств, называемых модуляторами света.
Внешняя модуляцияоснована на изменении параметров излучения (интенсивности, поляризации и других) при прохождении светового лучачерез какую-либо среду
Механическиемодуляторы обеспечивают максимальную прозрачность и глубину модуляции, но работают при частотах модулирующего сигнала не свыше 107 гци не допускают быстрой перестройки частоты (узкополосны). Это растры, обтюраторы, зеркала, призмы.
Полупроводниковыемодуляторы в принципе могут осуществлять модуляцию света при частотах до 1010—1011гцс шириной полосы, ограничиваемой только параметрами радиотехнической схемы, однако глубина модуляции в таких модуляторах и их общая эффективность невелики вследствие большогопоглощения света в полупроводникахи малой электрической прочности полупроводниковых материалов.
Наиболее частодля модуляции света используютэффекты, приводящие кизменению преломления показателя оптической среды под действием внешнего поля(модулирующего сигнала):
электрооптические (эффект Керра и эффект Поккельса),
магнитооптический (эффект Фарадея)
акустооптический.
В модуляторах, работающих на этих эффектах, происходит фазовая модуляция света(с последующим преобразованием её в AM); поэтому их называют такжефазовыми ячейками. Частоты модулирующих сигналов в большинстве оптических сред, заполняющих фазовые ячейки, могут достигать 1011гц.
Появление лазеров, излучение которых обладает:
высокой степенью монохроматичности,
малой расходимостью пучка,
большой энергетической светимостью
позволило создать экономичные и эффективные модуляторы.
Из характеристики световой волны очевидно, что, модулировать, т.е.
целенаправленно изменять, можно:
амплитуду (интенсивность),
частоту, фазу,
поляризацию,
направление распространения и
пространственное распределение волны или светового потока.
В оптической электронике наибольшее распространение как наиболее
эффективные получили амплитуднаяифазоваямодуляция.
