МОДУЛЯЦИ Я ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИ Я Модуляция лазерного

МОДУЛЯЦИ Я ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИ Я

Модуляция лазерного излучения это изменение одного или нескольких параметров излучения по заданному закону в пространстве и/или во времени. Введение информации в лазерное излучение: l модулировать информационным сигналом интенсивность излучения, l модулировать информационным сигналом частоту, l модулировать информационным сигналом фазу, l модулировать информационным сигналом поляризацию.

Важным параметром модулятора является глубина модуляции, определяемая амплитудным значением выходного сигнала: m = (Emax - Emin)/(Emax + Emin) Среди модуляционных устройств можно выделить: l Модуляторы - устройства для изменения по заданному закону во времени одного или нескольких параметров лазерного излучения. l Дефлекторы - устройства для изменения во времени положения пучка лазерного излучения. l Пространственно-временные модуляторы - устройства для изменения во времени пространственного распределения интенсивности, фазы или поляризации пучка лазерного излучения.

Физические основы модуляции лазерного излучения В модуляционных устройствах когерентной оптоэлектроники используются: l Электрооптические эффекты (характеризуются возникновением оптической анизотропии в веществе под воздействием внешнего электрического поля), l Магнитооптический эффект - это изменение оптических свойств вещества под действием магнитного поля. l Фотоэффекты, приводящие к изменению оптических характеристик вещества: Ø фотохромный эффект (изменение окраски или прозрачности вещества под действием света); Ø фотокристаллический эффект (кристаллизация аморфного вещества под действием света); Ø эффект фотопроводимости.

Электрооптические эффекты сопровождаются явлением двойного лучепреломления, то есть расщеплением проходящего света на два луча.

Если в кристалле выделить два взаимноперпендикулярных направления X и Y, то показатели преломления света вдоль каждого различны в двухосных кристаллах и одинаковы в одноосных.

Линейный электрооптический эффект Поккельса. no(E) = no + rn. E где rn - электрооптическая постоянная Поккельса, no - показатель преломления в отсутствие поля, Е - напряженность электрического поля. Оптоэлектронный эффект Керра nо(E) = nо + rк 2 E где rк - электрооптическая постоянная Керра. Сдвиг фаз между оптическими сигналами на расстоянии l : = 2 rк 2 l E

Оптические модуляторы

Оптические модуляторы Модуляция лазерного излучения может быть внешней и внутренней. Внутренняя модуляция в полупроводниковых лазерах осуществляется за счет изменения режима накачки. Устройство электрооптического модулятора

Интенсивность излучения на выходе модулятора: Евх, Евых - интенсивность излучения на входе и выходе; Uупр - напряжение управления; U /2 - полуволновое напряжение управления. Полуволновое напряжение - это напряжение управления, при котором достигается максимальное изменение коэффициента пропускания модулятора, соответствующее сдвигу лучей на половину длины волны или сдвигу фаз на полупериод колебаний : U /2 = ( /2 n n)(d/l) 3 r

График зависимости интенсивности излучения на выходе модулятора от управляющего напряжения

Дефлекторы

Дефлектор представляет собой устройство для изменения пространственного положения лазерного луча.

Схема электрооптического дефлектора Каждый каскад состоит из: Øоптического модулятора поляризации 1, Øдвулучепреломляющего кристалла 2.

Общее число положений луча в пространстве, достижимое в электрооптическом дефлекторе: N = D/ , где N - число положений луча, - максимальный угол отклонения луча, - длина волны.