激光是一種頻率更高的電磁波,它具有很好相干性,因而象以往電磁波(收音機、電視等)一樣可以用來作為傳遞信息的載波。由激光“攜帶”的信息(包括語言、文字、圖像、符號等)通過一定的傳輸通道(大氣、光纖等)送到接收器,再由光接收器鑒別并還原成原來的信息。這種將信息加載于激光的過程稱之為調制,完成這一過程的裝置稱為調制器。其中激光稱為載波;起控制作用的低頻信息稱為調制信號。
激光調制可分為內調制和外調制。
內調制:是指加載調制信號是在激光振蕩過程中進行的,即以調制信號去改變激光器的振蕩參數,從而改變激光輸出特性以實現調制。內調制的方法有:1、直接控制激光器泵浦電源,達到調制輸出的激光強度,輸出的強弱和有無,都受電源的控制。如果利用要傳遞的信號去控制激光電源,使之通過激光器的電流變化受信號控制,這樣發射的激光也就受信號控制了。2、在諧振腔內放置調制元件,用信號控制調制元件物理特性的變化,以改變諧振腔的參數,從而改變激光輸出特性以實現其調制。內調制的優點是調制效率高;缺點是由于調制器放在腔內,等于增加腔內的損耗,降低了輸出功率,且調制器帶寬受到諧振腔通帶的限制。
外調制:是指激光形成之后,在激光器外的光路上放置調制器,用調制信號改變調制器的物理特性,當激光通過調制器時,就會使光波的某參量受到調制。外調制的優點是不影響激光器的輸出功率且制器的帶寬不受諧振腔通帶的限制;缺點是調制效率低。
上式中,如果振幅、頻率和相位都為常數,則E(t)表示一個未被調制的信號,如果振幅、頻率和相位三個之一受到外加信號的控制而發生變化,則E(t)就成為一個被調制的震蕩了。
激光調制按其調制的性質可以分為調幅、調頻、調相及強度調制等。
1、振幅調制:振幅調制就是載波的振幅隨著調制信號的規律而變化的振蕩。
2、頻率調制:以調制信號去改變激光振蕩的頻率。
3、相位調制:以調制信號去改變激光振蕩的相位
電光強度調制
電光強度調制原理是利用晶體的電光效應,根據偏振光的干涉原理來實現強度調制。晶體的電光效應是指晶體在外電場的作用下,其折射率發生變化,使通過晶體的不同偏振方向的光之間產生位相差,從而使光的偏振狀態發生變化的現象。
可見出射光強隨外加電壓而變,如果把信號加在晶體上,輸出光強就隨信號而變,就為信號所調制。
可見相對光強仍是角頻率w的正弦變化量,它是調制電壓的線性復制,從而達到光強調制的目的。
電光相位調制
電光相位調制原理:用調制訊號的規律來改變激光振蕩的相位角。
除了上述的電光強度調制和電光相位調制外,激光調制器還有很多種,如橫向電光調制器,電光行波調制器,克爾電光調制器,聲光調制器,磁光調制器,干涉調制器以及空間光調制器等。
轉自:光學與半導體綜研
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