Электронный учебно-методический комплекс по ТМ и О ЦВОСП

В общем случае модуляции – это изменение параметров света, главным образом,  его амплитуды или фазы, или изменение поляризации, направления распространения, частоты распределения мод и т.д.

Модулирующий сигнал может быть электрическим (I или U), акустическим, механическими и  даже оптическим.

Существуют разные способы получения модулированного оптического излучения:- прямая модуляция; внешняя модуляция; внутренняя модуляция.

Рисунок 1.19 Принципиальная схема передающего оптического модуля с ЛД

Прямая модуляция излучения ЛД или СИД достигается путем изменения тока накачки, подаваемого на сам источник излучения.

Второй способ – модуляция излучения немодулированного света. Это внешняя модуляция (на оптический излучатель вне источника). Схемы прямой и внешней модуляций оптического излучения приведены на рисунке 1.20.

Если есть соответствующий модулятор, то его можно ввести в лазерный резонатор, осуществив таким образом внутреннюю модуляцию.

Прямая модуляция интенсивности излучения ЛД током накачки может производиться с высокой скоростью.

Рисунок 1. 20. Схемы прямой и внешней модуляций оптического излучения

а – прямая; б – внешняя.

Это достоинство определяется малым  спонтанным  временем  жизни электронов (~10^-9) и  соответственно возможностью  быстрого «включения» инверсной  населенности.

Установлено, что при использовании многомодовых лазеров достаточно просто реализуются ИКМ со скоростью 400 Мбит/с. Применяя одномодовые ЛД можно получить скорости порядка нескольких терагерц. В настоящее время существуют лазеры, позволяющие работать со скоростью больше 14 ГГц.

Для внешней модуляции необходимо, чтобы управляющий сигнал воздействовал на оптическое излучение. Для этих целей необходим оптический модулятор или просто модулятор. Модулятор – это система, где происходит взаимодействие света с веществом. В этих модуляторах используются кристаллы из материала, у которых либо показатель преломления, либо поглощение световой волны  изменяется модулирующим сигналом. В системах связи используются электрооптические модуляторы, т.е. такие, в которых показатель преломления меняется под действием электрического поля.

Внутренняя модуляция является по существу разновидностью прямой модуляции.

При демодуляции используется в основном два вида приема оптических сигналов:

-непосредственный прием фотодетектором (некогерентный прием);

      - когерентный прием, в котором применяется гетеродинное преобразование частоты независимо от вида демодуляции (синхронная или несинхронная), осуществляемой на промежуточной частоте. Когерентные ВОСП наиболее перспективные.