电光调制模拟激光通信技术

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1、电光调制模拟激光通信技术组员：张家锐周应洋李阳钱诚引言光波通信具有无线电通信无法比拟的优点,在通信领域中起着至关重要的作用,激光通信就是以激光作为信息载体的通信,实际上是将有线通信的电信号处理技术、激光调制技术和激光传输技术相结合,可用于空间及地面通信光波通信具有无线电通信无法比拟的许多优点。首先通信容量大,激光不但频率很高(约1013Hz~1015Hz,比微波高10~100万倍)而且单色性很好,可以做通信的载频使用。其次抗干扰能力强,由于激光的频率较高以致无线电波对它起不了干扰作用,激光的高方向性使得光波也很

2、难干扰。基于以上所述,我们提出了利用电光调制技术实现激光通信,首先要解决的问题是如何将被传输的信号加载到激光上,即通常所说的调制设计方案先由激光器产生的激光,经起偏器后成为线偏振光,再经过1/4波片变成圆偏振光,使得2个偏振分量(0光和e光)在进入电光晶体之前产生?/2的位相差，让调制器工作在线性区。在激光通过电光晶体的同时,给电光晶体加一个外加电压,此电压就是需要传输的声音信号。当给电光晶体加上电压后,晶体的折射率及其他光学性能发生变化,改变了光波的偏振状态,因此圆偏振光变成了椭圆偏振光,再经过检偏器又成为线

3、偏振光,光强被调制。此时的光波载有声音信息并在自由空间传播,在接收地用光电探测器接收被调制的光信号,之后进行电路转换,将光信号转换成电信号,用解调器将声音信号还原,最终完成声音信号的光传输。电光调制：将电信号转化成光信号调制电路图中P1,P2分别为起偏振器和检偏振器,两者的透光轴相互垂直,P1的透光轴平行于晶体的x主轴,P2的透光轴平行于晶体的y主轴,并在P1,P2间插入1/4波片。光信号耦合：将光信号耦合进光纤耦合入光纤长焦透镜短焦透镜传输光纤F图中F即为长焦透镜焦点也是短焦透镜焦点。经过调制的光通过长短焦耦

4、合透镜组使输出激光的光斑半径变小，能够进入到传输光纤之中。若长焦透镜焦距为F，短焦透镜焦距为f，输入光斑半径为R，传输光纤半径为d。则R*f/F

5、外电场E，E平行于光轴时，椭圆的圆截面变成了椭圆截面，折射率椭球由旋转椭球变成了一般椭球，KDP晶体由单轴晶体变成了双轴晶体。折射率椭球方程由1变成了2：1：其中：2：因为，所以光在方向传播的速度比方向上大，因此称轴为快轴，轴为慢轴。电光效应：外加电场引起折射率的变化，折射率变化引起光波在晶体中传播状况的变化，改变传播光的幅度，频率，偏振态，传播方向等。电光相位延迟：在，方向相速度不同，出现快轴，慢轴，两偏振光之间产生了相位差，这个相位差是由外加电场引起的，称作电光延迟。相位差上式中V是光波沿z方向的电位降。当

6、时偏振光相对入射光旋转，电压称为半波电压。此时纵向电光调制：光沿z轴传播，外加电场沿z轴方向。调制过程：入射光先经过一个平行于x方向的起偏器，使光束沿x方向起振，这样射到晶体表面的光就是沿x轴的线偏光，晶体电光效应折射率主轴为，，他们与x,y轴成，光经过长L的晶体后有相位迟，又经过一个波片，产生固定的的相位延迟，总相位延迟为，再放置一个与起偏器正交的检偏器，于是，出射光束成为纵向电压V的函数。出射光强与入射光强之比：