Само модуляция волн

Поскольку дальше речь пойдет лишь о квазигармонических модулированных волнах, оговоримся здесь о существовании в общем случае гораздо более широкого класса модулированных волн — несинусоидальных (и даже не обязательно периодических) волн с медленно изменяющимися параметрами. Как мы уже знаем, поведение волны в нелинейной среде зависит от соотношения параметров дисперсии О и нелинейности N. Когда N < В, волна будет квазигармонической, ее гармоники будут бежать с существенно различными скоростями (нет синхронизма) и потому эффективно основной волной возбуждаться не будут т. е. не повлияют существенно на ее форму. При этом волну можно записать в виде А(г, ) ехр(г ) - - к. с., где А — медленно изменяющаяся амплитуда, а ф — полная фаза (эйконал). В рамках такого описания можно построить нелинейную геометрическую оптику (по поводу линейной геометрической оптики см. [5] и гл. 12), в которой уравнения для амплитуды волны и полной фазы в отличие от линейной задачи оказываются связанными. При этом характер модуляции волны в процессе распространения зависит от ее амплитуды (это само-воздействие именно к такому классу явлений относятся упоминавшиеся самофокусировка волновых пучков и самомодуляция, приводящая к образованию волновых пакетов). [c.411]

На длине волны 10,6 мкм становится целесообразным использовать гетеродинное детектирование благодаря его высокой чувствительности. Оно широко используется в СВЧ детекторах. Волна от гетеродина смешивается с принятой модулированной волной в области детекторного р-п-перехода. Если оба источника излучения являются когерентными и сохраняют свою взаимную когерентность в области детектора, ток фотодиода будет содержать компоненту, которая изменяется с разностной частотой. Говоря языком радиотехники, выделяется промежуточная частота (ПЧ). Она имеет ту же самую модуляцию, которая была и у принятой оптической волны. Чувствительность детектирования сильно ухудшается, если рассогласование волновых фронтов двух пучков на площади фотодетектора становится больше нескольких процентов от длины волны, а также если распределения интенсивности и поляризации не согласованы между собой. На практике требуемая точность согласования недостижима на длине волны 1 мкм, но становится вполне возможной на 10,6 мкм. [c.418]

В практике послевоенных пет большое распространение приобрела частотная модуляция. Появление ее относится еще к 20-м годам текущего столетия. Но тогда без должного обоснования предполагалось, что если подвергать радиопередатчик изменению частоты по закону модулирующего напряжения, то этим самым якобы можно сузить полосу частот, необходимую для передачи сообщений. Когда же возлагаемые на частотную модуляцию надежды при детальном ее исследовании не оправдались, то она долгое время оставалась без внимания. Так продолжалось до тех нор, пока не получило развитие радиовещание на ультракоротких волнах. [c.386]

Частоты дифрагированных пучков отличаются от частоты пучка нулевого порядка на частоту модуляции (или, что то же самое, на частоту ультразвуковой волны) (о = oq Q. [c.301]

Однако существует ряд причин, которые могут вызвать неравномерность распределения генерируемого излучения по объему активной среды даже при совершенно равномерном ее возбуждении. Одной из них является само существование модовой структуры оценим, к каким последствиям может привести, скажем, то, что приняты меры для спектральной селекции излучения ( 4.3) и генерация является одночастотной. Тогда вдоль линейного резонатора устанавливается стоячая волна с периодом Х/2. Если распространяющиеся навстречу друг другу потоки излучения не слишком разнятся по плотности (очевидно, это имеет место при близких к единице R ), то глубина модуляции интенсивности на периоде стоячей волны приближается к 100%. В этом случае необходимо произвести усреднение [c.190]

Расстройка групповых скоростей является дисперсионным эффектом первого порядка и, как правило, доминирует над дисперсионным расплыванием импульсов. Тем не менее существует ряд важных случаев нелинейного взаимодействия волн, протекающего в условиях группового синхронизма. С одним из таких случаев мы столкнемся в 3.6, рассматривая комбинационное преобразование частоты сверхкоротких импульсов в волоконных световодах. Здесь в процессе генерации стоксова импульса принципиальную роль играет совместное проявление дисперсии групповой скорости и фазовой само- и кросс-модуляции взаимодействующих волн. Яркое проявление этих эффектов — генера- [c.111]

Рассмотрим теперь вопрос регистрации большого количества изображений на одну голограмму. Отличие от предыдущего случая состоит в том, что не все эти изображения восстанавливаются в одно и то же время. Например, мы хотим зарегистрировать на одной голограмме большое число страниц с записанными на них данными или один и тот же объект в нескольких ракурсах. В этом случае от экспозиции к экспозиции меняется угол падения опорного пучка, так что для каждого изображения регистрируется своя картина интерференционных полос. Если освещающая голограмму волна приходит с того же самого направления, что и опорная волна при записи, то восстанавливается соответствующая объектная волна, которая и формирует требуемое изображение. Ограничения, накладываемые на число и поле зрения записываемых изображений, зависят от толщины регистрирующей среды и вида модуляции. При использовании фазовых голограмм можно записать больше изображений, чем при других видах модуляции, [c.210]

Для устранения этих зависимостей и повышения надежности термометрии при наличии электромагнитных помех необходимы методы, в которых сам исследуемый объект играет роль термочувствительного элемента, а его показания непосредственно считываются зондирующим световым пучком. В этом случае полностью устраняется проблема ненадежности теплового контакта между чувствительным элементом и объектом, поскольку наличие контакта оптического пучка с поверхностью определяется визуально, и его надежность не уменьшается со временем из-за вибраций, деформаций, температурных воздействий или химической активности среды. Световой пучок не подвержен влиянию электрических наводок и имеет ряд характерных признаков (длина волны, поляризация, направление распространения, модуляция интенсивности и т. д.), позволяющих достоверно различать его на фоне оптических помех. Ряд таких методов разработан применительно к исследованиям в газоразрядной плазме и контролю процессов осаждения пленок и травления микроструктур в технологии интегральных схем [c.22]

Лазер на YAG с непрерывной накачкой может быть использован и в комбинированном режиме с одновременной модуляцией добротности и активной синхронизацией мод. Обычно для модуляции добротности используется акустооптический модулятор с бегущей волной, а для синхронизации — такой же модулятор, но со стоячей звуковой волной. В этом случае выход лазера состоит из цугов, содержащих около 30 пикосекундных импульсов, следующих друг за другом с частотой работы модулятора добротности (обычно 1—10 кГц) сами же пикосекундные импульсы имеют повышенную мощность (примерно до 1 МВт). [c.48]

Частота колебаний плазмы — это частота самой низкой моды колебаний свободных электронов. Мы получили в п. 2.4 ( юрмулу (2.99). Типичные значения частоты колебаний плазмы (=со ,/2л) в дневное время лежат между Ю и 30 Мгц. Пусть к одному концу ионосферы приложена сила , создаваемая некоторой радиостанцией, работающей на типичных широковещательных частотах амплитудной модуляции порядка v=1000 кгц. В этом случае v< v , и ионосфера ведет себя как реактивная среда. Электромагнитные волны экспоненциально затухают, аналогично тому, что происходило в случае связанных маятников (см. рис. 3.11). При этом над ионосферой не совершается никакой работы, так как скорости каждого электрона сдвинуты на 90° по фазе по отношению к окружающему их электрическому полю. В случае системы маятников (см. рис. 3.11) средняя энергия, сообщаемая системе внешней силой, также равна нулю (затуханием пренебрегаем). Энергия, которая сообщается маятнику, возвращается им обратно в течение цикла. Несколько иначе обстоит дело в случае радиостанции и ионосферы. Станция получает обратно очень малую часть переданной в ионосферу энергии. Ионосфера не поглощает энергию, но волны отражаются к Земле, захватывая большой район и не попадая в передатчик. Такое отражение волн от ионосферы обеспечивает техническую возможность передачи радиоволн на большие расстояния к приемникам, находящимся вне поля зрения из-за кривизны поверхности Земли. Все это справедливо, если со меньше граничной частоты со ,. [c.136]

Если же дисперсия и нелинейность одного порядка, то волна уже будет существенно несинусоидальной (выросшие за счет энергии основной составляющей гармоники изменят форму волны). В средах с N В, как мы видели, возможно существование стационарных нелинейных волн (см. гл. 19), распространяющихся без искажения профиля с постоянной скоростью. Такие волны принадлежат, конечно, частному, хотя и важному классу волн в нелинейных средах. Однако если эти волны рассматривать как основу для построения более широкого класса решений, полагая, что их параметры плавно модулируются во времени и пространстве, то таким образом уже можно описать довольно широкий круг нелинейных явлений — возникновение модуляции на фоне периодических солитонных решеток, деформацию профиля нелинейной волны при распространении в неоднородной среде и т. д. [6]. Подобный подход оказывается плодотворным даже и при N В, когда возникают ударные волны. Если при сохранении неравенства N В сама нелинейность достаточно мала, то эволюцию волны можно рассматривать как медленную модуляцию, поскольку она осуществляется на расстояниях, много больших ее характерной длины [6, 7]. [c.411]

Таким образом, источники рассеянного излучения, а значит и само рассеянное излучение, будут меняться во времени с частотами со + Q и U) — Q (модуляция световой волны акустической волной). В спектре рассеянного излучения должен наблюдаться дублет с теми же частотами. Это явление называется тонкой структурой линий рэлеевского рассеяния или рассеянием Мандельштама — Бриллюэна. Смещение частоты равно Q = /Си = (2я/Л) v, где v — скорость звука, а Л — длина звуковой волны. На основании (99.3) [c.611]

Явление комбинационного рассеяния света было объяснено сразу же Мандельштамом и Ландсбергом, когда они открыли это явление. В поле световой волны Е электроны внутри молекулы приходят в колебания, и молекула приобретает индуцированный дипольный момент р = С классической точки зрения тензор поляризуемости молекулы р определяется мгновенными положениями ее атомных ядер. Но сами ядра не находятся в покое, а совершают беспорядочное тепловое движение. По этой причине поляризуемость р не остается постоянной, а меняется во времени. Ее можно представить наложением гармонических колебаний, частоты которых определяются колебаниями атомных ядер, т. е. совпадают с собственными частотами инфракрасных колебаний молекулы. Возникает модуляция колебаний индуцированных дипольных моментов р. Если внешнее электрическое поле Е меняется во времени гармонически с частотой со, то в колебаниях дипольного момента р появятся комбинационные частоты со Такие же частоты появятся [c.616]

Оптический мазер настолько новый Источник света, что приходится напрягать воображение, чтобы обсудить его возможные применения. Конечно, передача сигнала является одним из самых очевидных способов использования, и ему уделяется наибольшее внимание в технике. Передача сигнала светом, хотя она используется людьми с древних времен, была ограничена в своих возможностях из-за слабости и большого фона доступных источников света. Тем самым сильно ограничивался объем информации, которую мог нести сигнал. Обычный световой луч можно сравнить с чистой, гладкой несущей волной, которая уже модулирована шумом коротких импульсов света, случайно испущенного отдельными атомами источника. С другой стороны, мазер может давать почти идеально гладкую волну, свободную от каких бы то ни было модуляций, несущую только то, что в нее хотят заложить. [c.15]

Модуляция световой волны представляет собой управляемое изменение какого-либо ее свойства амплитуды, частоты, фазы, поляризации или направления распространения. Среди этих пяти возможных вариантов модуляции лишь модуляция по направлению распространения, очевидно, неприменима для оптической связи, и поэтому в дальнейшем мы не станем говорить о ней. Модуляцию поляризации нельзя использовать самое [c.74]

Нам уже известны оптические эквиваленты двух хорошо изученных методов модуляции радиоволн в обычном и микроволновом диапазоне, а именно фазовая, или частотная, модуляция (ЧМ) и амплитудная модуляция (АМ). Как и в более ранней технике, здесь амплитудная модуляция может быть двух типов. В одном из них малые изменения амплитуды несущей волны пропорциональны электрическому сигналу модулятора. Такой способ модуляции удобен для передачи самого модулирующего сигнала, например, возбуждаемого человеческим голосом. [c.75]

Нелинейные эффекты могут проявляться как само-воадействие волны и как взаимодействие волн между собой. Самовоздействие мощной волны приводит к изменению её поглощения и глубины модуляции. Поглощение мощной радиоволны нелинейно зависит от её амплитуды. Частота соударений V с увеличением темп-ры электронов может как расти (в ниж. слоях, где осн, роль играют соударения с нейтральными частицами), так и убывать (при соударении с ионами). В первом случае поглощение резко возрастает с увеличением мощности волны ( нас щенпе поля в плазме). Во втором случае поглощение падает (т. н. просветление плазмы для мощной радиоволны). Из-за нелинейного изменения поглощения амплитуда волны нелинейно зависит от амплитуды падающего поля, поэтому её модуляция искажается (автомодуляцня и демодуляция волны). Изменение п в поле мощной волны приводит к искажению траектории луча. При распространении узконаправленных пучков радиоволн это может привести к самофокусировке пучка аналогично самофокусировке света и К образованию волноводного канала в плазме. [c.260]

Когда две и более оптические волны вместе распространяются по световоду, из-за нелинейности световода они могут взаимодействовать друг с другом. Вообще, в результате этого за счет таких эффектов, как вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама Бриллюэна, генерация гармоник, четырехволновое смешение, при определенных условиях могут возникать новые волны все эти процессы рассматриваются в гл. 8-10. В то же время нелинейность световода вызывает взаимодействие между распространяющимися волнами за счет эффекта, называемого фазовой кросс-модуляцией (ФКМ). ФКМ всегда сопровождается фазовой самомодуляцией (ФСМ) и возникает из-за того, что эффективный показатель преломления какой-либо волны зависит не только от интенсивности самой этой волны, но и от интенсивности других волн, распространяющихся с ней совместно [1, 2]. [c.172]

Нелинейная стадия развития модуляционной неустойчивости зависит от асимптотики начального возмущения при а оо. Если это возмущение достаточно быстро спадает на бесконечности, то, как и для волновых импульсов самого поля (их эволюция в одноволновом приближении описывается уравнением Кортевега-де Вриза), начальный импульс волны модуляции произвольной формы при i оо распадается на солитоны (это, конечно, радиосолитоны — они с высокочастотным заполнением) и осциллирующий хвост . Как и для аналогичной задачи, описываемой уравнением КдВ, этот хвост содержит мало энергии по сравнению с энергией, запасенной в солитонах, и принципиален лишь при рассмотрении процессов взаимодействия солитонов друг с другом (см. гл. 19). Число солитонов зависит от формы начального профиля. Строго проблема эволюции локализованного в пространстве начального возмущения решается с помощью метода обратной задачи рассеяния [14] здесь же мы приведем лишь решение уравнения (20.9) в виде уединенных стационарных волн модуляции (волн огибающей) [c.419]

НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ультразвуковых волн в твёрдых телах — одно из проявлений нелинейных эффектов, обусловленное тем, что акустич. волна большой (конечной) амплитуды при распространении по твёрдому телу изменяет его физич. свойства. Это влияет как на распространение самой волны (самовоз действие генерация акустич. гармоник, самофокусировка), так и на распространение других волн в твёрдом теле (появление волн комбинационных частот, модуляция волн и т. д.). Акустич. волны бесконечно малых амплитуд (линейная акустика) распространяются в твёрдых телах, не взаимодействуя друг с другом, т. е. выполняется принцип суперпозиции для волн конечной амплитуды (нелинейная акустика) прршцип суперпозиции не выполняется и распространение волн описывается нелинейным волновым ур-нием. [c.223]

ЭТОМ разгрузка резонатора происходит тогда, когда результирующий звуковой импульс взаимодействует с пучком в резонаторе. Следовательно, этот импульс должен быть синхронизован с циркулирующим в режиме синхронизации мод импульсом таким образом, чтобы оба импульса встречались в модуляторе. Заметим, что высокая несущая частота служит двойной цели, а именно позволяет осуществить амплитудную модуляцию короткими (тр = 10 не) импульсами и обеспечивает больщий угол дифракции 0d (0d = ХДа линейно увеличивается с ростом несущей частоты), 2) Пучок фокусируется в очень небольщое пятно в оптическом блоке модулятора. На самом деле продолжительность вывода излучения из резонатора определяется не только длительностью электрического импульса, но и временем прохождения звукового импульса через лазерный пучок. Выбрав, например, диаметр пятна d = 50 мкм и скорость звука v = = 3,76-10 см/с (скорость сдвиговых волн в кварце), получаем t = d/v = 3,3 НС. 3) Циркулирующий и дифрагированный импульсы заставляют взаимодействовать дважды со звуковым импульсом в модуляторе. Это обеспечивается зеркалом Мз лазера, которое также фокусирует и рассеянный пучок обратно в модулятор. Такой способ позволяет достичь высокой эффективности дифракции 70 %). [c.326]

Пусть у нас в качестве источника излучения используется газовый гелий-неоновый лазер. Для передачи звукового сообщения требуется модуляция в пределах до 20 кГц. Этому лучше всего удовлетворяет кристалл германия (табл. 15). У него хорошая глубина модуляции — 50%. Однако этот модулятор не может быть использован, поскольку его спектральная прозрачность лежит в диапазоне 1,8...25 мкм, т. е. он непрозрачен для излучения в 0,6328 мкм, которое излучает гелий-неоновый лазер. Кристалл АДП или КДП подойдет по спектральному диапазону и у него хороший запас по частоте модуляции. С таким м одулятором можно промодулировать оптическое излучение на нескольких участках частот, что дает принципиальную возможность ввести в один луч несколько телефонных каналов. Но вот ввести в луч лазера с помощью такого модулятора несколько телевизионных каналов невозможно, поскольку для передачи телевизионного изображения необходима полоса частот 10 Гц. Можно передать только одну телевизионную программу. Нужны модуляторы с очень большим диапазоном частот модуляции. Смотрим в таблицу. Модулятор на ультразвуковой волне имеет диапазон от 5 до 30 МГц. Его верхний предел самый большой, других модуляторов нет. Сравним этот диапазон в 3 -10 Гц с диапазоном частот газового лазера — 10 Гц. Видно, что они отличаются на семь порядков, т. е. в десять миллионов раз. Следовательно, высокочастотная несущая лазера не используется в полную силу своих возможностей. И не используется потому, что нет пока еще модуляторов с диапазоном частот до 10 °— 10 2 Гц. Аналогичная картина имеет место и для приемников излучения. Их тоже следует выбирать, исходя из того спектрального диапазона, на котором они работают. И исходя из того диапазона частот, который они способны воспринять. Наиболее предпочтительны ФЭУ, имеющие полосу частот порядка 100 МГц [24], но не более. Следовательно, и здесь имеется проблема, которая требует своего решения. [c.83]

Гетеродинный метод детектирования оптической модуляции — это интерференционный или фотосмесительный метод, который возможен при квадратичной характеристике приемника мощности. В оптическом методе гетеродинного детектирования волна сигнала объединяется со второй волной, генерируемой в самом приемнике затем эти волны падают на поверхность фотоприемника, где они интерферируют. Вторую волну называют волной гетеродина в силу очевидной аналогии между этим методом и методом смешения сигналов, широко известным в радиодиапазоне. Если волны сигнала и гетеродина имеют амплитуды и 2 и частоты oi и (02, то на приемнике суммарное поле равно [c.519]

Уже в первых пробных спектрограммах были обнаружены слабые спектральные линии со значительно большим изменением длины волны, чем ОД Л, В воздухе повисли грозные слова фальшивый свет , которые спектроскописты воспринимают как оскорбление. Ложные линии нередко появляются на спектрах. Они свидетельствуют о том, что спектральный прибор низкого качества или плохо отъюстирован, или в него попадает посторонний свет, отражающийся на оптических деталях, стоящих перед спектрографом. Во всяком случае, это признак грязной работы... [65]. Попытки устранить дополнительны спектральные линии стандартным набором средств (изменением расположения деталей, введением диафрагм и т.п.) ни к чему не привели. Тогда был использован так называемый метод резонансного поглощения, суть которого в Следующем. Светящиеся пары металла испускают, в частности, излучение, резонансные спектральные линии которого сильно поглощаются в этих же самых парах. В экспериментах использовалась ртутная лампа, поэтому такой резонансной линией была линия с длиной волны 2537 А. Пропуская рассеянный свет через фильтр, содержащий пары ртути, прежде, чем он попадет в спектральный п ибор, Г. С. Ландсберг с сотрудниками должны были получить поглощение основной линии с длиной волны 2537 Л и всех ее < отражеиий , если они были. Этого, однако, не произошло дополнительные линии в спектре рассеянного света располагались попарно симметрично относительно основной линий и не собирались исчезать . Их длины волн сильно отличались от основной длины волны. Выло открыто новое физическое явление. Впоследствии его назвали комбина- ционным рассеянием света, или эффектом Рамана, Впрочем, оно вполне соответстврвало модуляционной идее Мандельштама, Другое дело, что нужно было искать новый источник модуляции. [c.149]

Хаос световых волн. В физической литературе опубликовано множество работ, посвященных хаотическому поведению лазерных систем, а также хаотическому распространению света в нелинейных оптических устройствах. Подробный обзор хаоса в оптических системах сделали Харрисон и Бисвас [60]. Причиной нелинейности в простейшей лазерной системе является ее попеременное нахождение на одном из по меньшей мере двух энергетических уровней. Самая простая математическая модель подобной системы состоит из трех уравнений первого порядка для электрического поля в активной области, степени неравновесности заселенности уровней и индуцированной атомной поляризации. Структура этих уравнений, называемых уравнениями Максвелла—Блоха, подобна структуре уравнений Лоренца (3.2.3), обсуждавшихся в гл. I и 3. Хаотические явления в лазерах наблюдались как в автономном режиме, так и при внешней модуляции. [c.125]

Рассматривая аналогично второй, третий и так далее периоды высокочастотной волны, можно найти последовательность значений, определяющих, по существу, закон смещения нулевых уровней, относительно которых высокочастотная компонента расположена симметрично. Переходя к следующему периоду волны модуляции, нетрудно получить ту же последовательность значений г ф, которая тем самым является периодической функцией Qt. Таким образом, определяя значения г ф как функцию расстояния, пройденного волной от изучателя, мы фактически найдем закон, описывающий распространение волны с частотой модуляции г п = г ф в области существования периодических ударных волн. [c.107]

В методах первой группы для получения картины распределения звукового давления используются различные технич. приёмы. Самый распространённый — сканирование исследуемого поля миниатюрным приёмником звукового давления. Электрич. сигнал с такого приёмника после необходимого усиления преобразуется в световой, наир, с помощью электрич. лампочки или путём модуляции яркости луча электроннолучевой трубки. Способ сканирования одиночным приёмником может быть использован в том случае, когда исследуемое акустич. поле представляет собой стоячую волну или сумму стоячих волн. Для визуализации поля бегущей волны необходимо иметь набор (мозаику) приёмников, быстро переключаемых с помощью электронного устройства. Можно искусственно создавать поле стоячих волн, обеспечивая интерферерщию исследуемого поля с нек-рой опорной акустич. волной или электрич. сигналом той же частоты. Этот приём, составляющий основу методов акустич. голографии, широко используется для В. 3. п. [c.58]

Сначала следует точно описать модулированный волновой пакет. Если х и измеряются в единицах типичных длины волны и периода, то медленно меняющиеся величины будут функциями от ех и е параметры модуляций, такие, как /сию, будут функциями такого типа. Однако сама функция ф, кроме того, быстро осциллирует. Чтобы учесть все эти требования, ф рассматривается как функция от трех переменных фазы 0, ех и е1. При этом 0записывается в виде Е Щ (ех, вt), что обеспечивает сравнительно быстрые осцилляции и надлежащую зависимость к = и со = —0( от ех и е . Таким образом, полагаем [c.474]

Если амплитуды малы и используются лишь несколько фурье-компонент, то нелинейные взаимодействия между компонентами можно изучать непосредственно. Это дает возможность иного подхода к некоторым из предыдущих результатов. Именно таким подходом Бенджамен [1] обнаружил неустойчивость типа (15.40) для волн Стокса на глубокой воде. Подробное исследова1ше этой неустойчивости, основанное как на модуляциях, так и на взаимодействиях, будет проведено в 16.11. Здесь для демонстрации самого метода мы применим рассуждения Бенджамена к уравнению Клейна — Гордона, где выкладки проще. [c.507]

Смотреть страницы где упоминается термин Само модуляция волн : [c.12] [c.66] [c.339] [c.856] [c.181] [c.183] [c.491] [c.319] [c.211] [c.38] [c.164] [c.208] [c.245] [c.229] [c.15] [c.313] [c.387] [c.391] [c.28] [c.25] [c.136] [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...