12.11 Структурная схема оптического
гетеродинного приемника
На рис.12.4 приведена структурная схема оптического гетеродинного приемника. На этом рис.1 принимаемый оптический сигнал, 2 оптический фильтр, 3-гетеродинный смеситель, 4-усилитель промежуточной частоты, 5 – второй детектор, 6 – полевой усилитель, 7 – вывод полезного сигнала, 8 – оптический генератор гетеродин
α(t)=Acos(ωt+ψ)
12.12 Виды модуляции лазерных сигналов
Для формирования лазерных сигналов применяется модуляция нескольких видов: фазовая, поляризационная, амплитудная (по интенсивности), частотная и импульсно-кодовая. Первые три вида модуляции осуществляются с помощью электрооптических двулучепреломляющих материалах путем создания в них управляемого фазового сдвига между ортогональными составляющими полями при круговой поляризации света. Модуляторы лазерного излучения могут быть как внешними так и встроенными в лазер. При использовании встроенного модулятора для модуляции излучения требуется существенно меньшая мощность, но реализуется меньшая полоса частот.
12.13 Структурная схема
волоконно-оптической линии связи
Волоконно-оптические системы связи допускают как аналоговую, так и цифровую модуляцию. Аналоговые линии связи используются при более узких полосах частот и меньших расстояниях, чем цифровые.
Н
а
рис. 12.5 показана структурная схема
волоконно-оптической линии связи.
Устройство возбуждения 1 непосредственно
модулирует инжекционный полупроводниковый
лазер 2 сигналом с импульсной кодовой
модуляцией. За лавинным фотодиодом 3
включены входной усилитель 4, фильтр 5
для линейной обработки сигнала и
уменьшения ширины полосы частот шума,
далее следует устройство для восстановления
нуля 6 и устройство регенерации сигнала
7, схема нелинейной обработки сигнала
8 , контур фазовой синхронизации для
выделения тактовых (синхронизирующих)
импульсов 9 светодиод 10.
Виды лазеров, применяемые в лазерных
СИСТЕМАХ СВЯЗИ
В
зависимости от класса системы связи в
них применяются лазеры различных типов,
часто специально для них разработанные.
В системах связи работающих в открытом
космосе, где обеспечена хорошая
прозрачность среды, применяются главным
образом твердотельные лазеры с длинной
волны излучения =1,06
мкм. В открытых линиях связи, работающих
в земной атмосфере, чаще всего используются
электроразрядные газовые лазеры на СО2
и длинной волны =10,6мкм.
Излучение с этой длиной волны наилучшим
образом проходит через атмосферу даже
в тумане.
Структурная схема газового лазера
На рис.12.16 схематически показано устройство такого лазера, разработанного специально для линий связи. Лазер имеет внутренний канал трубы 1 с поперечным сечением 1,5 и длиной 260мм и окнами 7. Резонатор образован зеркалом 2 и отражательной дифракционной решеткой 3, которая служит для вывода излучения 6, 4- поляризатор. Газовый разряд в трубке поддерживается двумя анодами и катодами при напряжении 4 кВ и токе 3 мА (А и К на рисунке). Лазер позволяет получить выходную мощность 4,5 Вт при КПД 9% и перестраивать рабочую длину волны от 10,467 до 10,788 мкм с нестабильностью частоты 100 кГц. Особенностью данного лазера является внутренняя модуляция интенсивности излучения с помощью электрооптического кристалла (CdTe) 5, помещенного в оптический резонатор. Скорость передачи данных 300 Мбит/с.
В “коротких” открытых линиях связи и в волоконо-оптических линиях используются, как правило, полупроводниковые инжекционные лазеры. В открытых линиях связи используются обычные полупроводниковые лазеры на гетеропереходах в тройных (GaAlAs) и четверных (GaInAsP) системах. Лазеры работают при комнатной температуре в интервале длин волн от 0,65 до 1,6 мкм.