光学信号的调制

光学信号的调制思维导图，整理了光信号调制的基本原理、可实现强度调制典型的方法、调制方法、调制信号的解调的内容，一起来复习吧！

光学信号的调制

• 光信号调制的基本原理
  • 分类
    • 连续波调制
      • 振幅调制(AM)
        • 信息为载波的包络变化
      • 频率调制(FM)
        • 信息为载波的频率变化
      • 只适用于模拟调制
      • 带宽近似为调制频率的2倍
    • 脉冲波调制：调制和编码调制可以提高探测信噪比和抗干扰能力
  • 调节参数：强度相位频率偏振
  • 改变光波参数的过程称为调制，从已调制光波中分离并提取出原始信息的过程称为解调。一次调制 二次调制
• 可实现强度调制典型的方法
  • (1)辐射源调制
    • 改变输入电流来实现光强度的调制
    • 示例
      • 半导体激光器 调制40GHz
      • 发光二极管 调制100Mhz
  • (2)机电调制
    • 1)调制盘调制
      • 作用： 用调制盘抑制背景噪声 用调制盘进行空间滤波 用调制盘确定目标方位
      • 最基本的作用：恒定的辐通量 周期性辐通量
    • 2)光栅莫尔条纹调制
      • 用计量光栅实现光通量幅度调制
  • (3)光电子调制
    • 1电光调制
      • (1) 电光效应：某些晶体在电场作用下具有的双折射效应， 其双折射效应的大小与电场强度有关 (2)偏振元件－偏振片:起偏器和检偏器相互正交，无输出光. o光和e光之间产生附加相位差，有输出光
        • 透过率：输出光强与输入光强之比
      • 附加相位差
      • 优点: 可以作成几乎没有惯性的光阀 调制频率～10GHz，理论上可达120GHz 缺点: 透光比（光传输比)小于1 调制电压高（半波电压几千伏)
    • 2)声光调制
      • 声光栅：当声波在介质中传播时，会引起介质密度（折射率）发生疏密交替的周期性变化，是一种衍射光栅
      • 分类
        • 喇曼－奈斯衍射
          • 平面光栅，多级衍射，零级光最强
        • 布拉格衍射
          • 体光栅，只出现零级和一级衍射光;超声场足够强，入射能量几乎全部转移到＋1级（－1级）
        • 布拉格声光衍射光能利用率高，因而大部分调制器均采用行波声场的布拉格型声光调制器
    • 3)磁光调制
• 调制方法
  • 强度的调制
    • 如上
  • 相位的调制
    • 电光相位调制
    • 光学干涉仪
  • 频率的调制
    • 运动参量调频
      • 光学多普勒效应和运动差频
      • 萨格纳克效应和转动差频
        • 光程差法
        • 光频差法
        • 激光陀螺 --在捷联惯导系统应用
    • 固定频移
      • 塞曼效应2～3MHz
      • 声光效应～100MHz
      • 旋转波片2～3kHz
        • λ/4波片：线偏振激光通过λ/4波片后输出圆偏振光
        • λ/2波片，偏振面转过2θ角度
      • 旋转光栅～20MHz
    • 直接光频调制
  • 偏振的调制
    • 经典-法拉第磁光效应：磁光介质在磁场的作用下，可使穿过它的偏振光的振动方向发生发生旋转
• 调制信号的解调
  • 光学法
    • 相干光干涉场解调
    • 光电探测器解调
  • 电学法
    • 峰值检波电路
      • 适合调幅信号解调
    • 相敏检波电路
      • 适合于调相信号解调
      • 基本结构
      • 只有与参考信号同频的调制信号分量，才能在相敏检波器的输出端产生输出