Ширина полосы оптическая электрическая

Более сложная задача возникает в связи с большим отношением между детектируемыми оптическими частотами и электрической шириной полосы приемника ПЧ. Частота источников излучения волн сигнала и гетеродина должна быть стабильна в пределах малой доли электрической ширины полосы приемника, в противном случае частота биений будет уходить из полосы пропускания. Для управления дрейфом частоты лазера даже в пределах нескольких мегагерц необходимы усложненные системы частотной стабилизации. Для автоматического регулирования частоты гетеродина [94] можно также пользоваться устройствами с преобразованием частоты [71, 92, 93]. [c.523]

Для истинно теплового излучения оптическая ширина полосы — порядка 10 Гц или более, тогда как электрическая ширина полосы фотоприемников и схемы редко бывает больше 10 Гц. Следовательно, условие Av б хорошо выполняется. [c.262]

Существует и ряд других причин, по которым интерферометр интенсивностей представляет ценность, несмотря на его сравнительно низкую чувствительность. Во-первых, длины путей в двух плечах такого интерферометра требуется уравнивать только с точностью до доли с)В, где с — скорость света, а В — электрическая ширина полосы электронного устройства, обрабатывающего сигнал фотоприемника. В случае же амплитудного интерферометра необходимо уравнивать длины путей с точностью до доли /Av, где Av — оптическая ширина полосы интерферометра. Разница между электрической и оптической ширинами полос вполне может составлять несколько порядков величины. Следовательно, требования к точности юстировки в случае интерферометра интенсивностей существенно снижаются. [c.481]

Для решения этих задач в блоке имеется оптическая и электрическая части. Оптическая часть состоит из трех зеркал и интерференционного фильтра. Отраженный световой сигнал принимается сферическим зеркалом, имеющим диаметр 20 см, и направляется на небольшое плоское зеркало, размещенное в передней части телескопа. Отразившись от этого зеркала, луч проходит через отверстие в боковой части телескопической трубы и попадает на второе плоское зеркало, которым направляется на приемник излучения. По пути к приемнику излучение проходит через фильтр, спектральная ширина полосы пропускания которого составляет 13 А, а коэффициент пропускания 10%. Этот оптический фильтр предназначен для срезания помех от посторонних источников излучения типа Солнца, Луны или атмосферы. [c.170]

Вычисления упрощаются, если предположить, что оптическая ширина полосы Ау падающего излучения намного больше ширины полосы В электрических сигналов, поступающих на вход схемы умножения. Такое предположение уже делалось в предыдущем пункте по другим соображениям. Оно хорошо выполняется для истинно тепловых источников, но требует осторожности в случае квазитепловых источников. Если действительно у В, то из выражения (6.3.17) видно, что электрический ток 1к () в любой момент времени равен интегралу по большому числу интервалов корреляции полей падающих волн. Поскольку поля падающих волн рассматриваются как комплексные круговые гауссовские случайные процессы (тепловое излучение), отсутствие корреляции означает их статистическую независимость каждый ток в действительности равен сумме большого числа статистически независимых вкладов, а вследствие этого в силу центральной предельной теоремы токи 1к () можно в хорошем приближении считать действительнозначными гауссовскими случайными процессами. [c.264]

Развитие и оптимизация параметров элементов интегральной акустооптики связано с применением волноводных слоев с большим значением коэффициента акустооптического качества, малыми акустическими потерями в гиперзву-ковом диапазоне, с совершенствованием систем для возбуждения ПАВ. Например, в брэгговском акустооптическом модуляторе, разработанном для применения в радиоастрономии, ширина полосы устройства по уровню 3 дБ составила 530 МГц при центральной частоте 1,74 ГГц [11]. Оптические волноводы получены термодиффузией титана в ниобат лития. Для возбуждения поверхностных акустических волн применяли четырехсекционный встречно-штыревой преобразователь со сдвигом секций на 3/4 длины акустической волны. При электрической мощности 40 мВт эффективность дифракции в акустооптической ячейке составляла 0,1 %. Для расширения области фазового синхронизма и увеличения рабочей полосы интегральных акустооптических устройств рассмотрены взаимодействия поверхностных оптических и акустических волн на скрещивающихся пучках, а также взаимодействия оптических поверхностных волн с акустическими пучками, для генерации которых использованы встречно-штыревые преобразователи с наклонными штырями [11]. При центральной частоте 615 МГц полоса дефлектора составляла 430 МГц, а эффективность дифракции — 16 % при уровне мощности управляющего сигнала 200 мВт. Преобразователь состоит из двух последовательно соединенных секций, повышающих сопротив- [c.150]

Интегрально-оптический анализатор спектра на Ь1КЬОз может быть выполнен и с применением дифракционных решеток вместо планарных линз. При этом размеры устройства могут быть уменьшены более чем в два раза. Так, в анализаторе спектра такого типа с шириной полосы в 1 ГГц (0,333...1,333 ГГц) и разрешением 4 МГц для достижения 25 %-ной акустооптической дифракционной эффективности на частотах до 0,5 ГГц потребляемая электрическая мощность составляла 0,7 Вт и до 1,2 ГГц — 1,2 Вт. [c.153]

Как уже было показано в гл. 12 и 13, электрический сигнал содержит в себе дробовый шум, поскольку он порождается в результате случайного квантового процесса детектирования оптического сигнала вс тодиоде. В случае фотодиода без умножения средний квадрат флуктуаций тока относительно своего среднего значения / будет равен 2е1А[, где А/ — полоса частот, в пределах которой наблюдаются флуктуации. То обстоятельство, что здесь, как и в других источниках шума, средний квадрат флуктуаций тока растет прямо пропорционально ширине полосы частот А/, делает удобным характеризовать источники шума значением среднего квадрата амплитуды на единицу полосы частот. Обычно эту величину называют спектральной плотностью шума и обозначают знаком (звездочка). Таким образом, как это было показано в 13.4, спектральная плотность дробового шума р-1-я-фотодиода [c.348]

Так как поляризационно-оптический метод дает только разность главных напряжений, за исключением контуров, где одно из напряжений известно, еще одно необходимое соотношение между главными напряжениями в виде сумм главных напряжений было получено с помощью электрической аналогии. Контур модели из электропроводной бумаги был разделен на участки, к каждому из которых прикладывали потенциал, пропорциональный сумме главных напряжений на данном участке контура. Суммы главных напряжений на контуре определяли по данным поляризационно-оптического метода. Между контуром модели и электродами из медной фольги была оставлена полоса бумаги шириной около 3 мм. На этом расстоянии приложенные потенциалы сглаживались, так что их распределение на контуре ближе соответствовало непрерывному распределению напряжений, имеющемуся на контуре модели из оптически чувствительного материала. Картина изопах для одной из моделей воспроизведена на фиг. 9.29. [c.259]

В гл. 1 мы показали, что процесс, который переводит атомы с уровня 1 на уровень 3 (для трехуровневого лазера см. рис. 1.4, а) или с уровня О на уровень 3 (для четырехуровневого лазера см. рис. 1.4,6), называется накачкой. Накачка осуществляется, как правило, одним из следующих двух способов оптическим или электрическим. При оптической накачке излучение мощного источника света поглощается активной средой и таким образом переводит атомы активной среды на верхний уровень. Этот способ особенно хорошо подходит для твердотельных (например, для рубинового или неодимового) или жидкостных (например, на красителе) лазеров. Механизмы ушире-ния линий в твердых телах и жидкостях приводят к очень значительному уширению спектральных линий, так что обычно мы имеем дело не с накачкой уровней, а с накачкой полос поглощения. Следовательно, эти полосы поглощают заметную долю (обычно широкополосного) света, излучаемого лампой накачки. Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда, и ее особенно хорошо применять для газовых и полупроводниковых лазеров. В частности, в газовых лазерах из-за того, что у них спектральная ширина линий поглощения невелика, а лампы для накачки дают широкополосное излучение, осуществить оптическую накачку довольно трудно. Замечательным исключением, которое следует отметить, является цезиевый лазер с оптической накачкой, когда пары s возбуждаются лампой, содержащей Не при низком давлении. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку интенсивная линия излучения Не с 390 нм (достаточно узкая благодаря низкому давлению) совпадает с линиями поглощения s. Фактически этот лазер представляет интерес лишь в историческом плане, как одна из первых предложенных лазерных схем. Кроме того, его реализация на практике является весьма сложной, поскольку пары s, которые для обеспечения достаточного давления газа необходимо поддерживать при температуре 175 °С, представляют собой весьма агрессивную среду. Оптическую накачку весьма эффективно можно было бы использовать для полупроводнико- [c.108]

Здесь Тс — время жизни фотона в резонаторе (время релаксации квадрата амплитуды электрического поля). Из указанного выше второго свойства оптического резонатора следует, как мы увидим в дальнейшем, что в оптическом резонаторе резонансные частоты расположены очень близко друг к другу. Действительно, в соответствии с выражением (2.14) число мод резонатора N, расположенных в пределах полосы лазерной линии шириной Avo, равно N = Snv KAvo/ = 8я(КД ) (Л> оА), где Л>.о = = K .vol — ширина лазерной линии, выраженная в единицах длины волны. Из приведенного выражения видно, что N пропорционально отношению объема резонатора V к кубу длины волны. Так, например, если v=5-I0 Гц (частота, соответ-ствуюш,ая середине видимого диапазона), V=I см и Avo = 1,7-10 Гц [доплеровская ширина линии Ne на длине волны 0,6328 мкм см. выражение (2.81)], то число мод Л 4-10 . Если бы резонатор был закрытым, то все моды имели бы одинаковые потери и такой резонатор в случае его применения в лазере приводил бы к генерации очень большого числа мод. При этом лазер излучал бы в широком спектральном диапазоне и во всех направлениях, что является весьма нежелательным. Эта проблема может быть решена с помош,ью открытого резонатора. В таком резонаторе лишь очень немногие моды, соответствуюш,ие суперпозиции распространяюш,ихся почти параллельно оси резонатора волн, будут иметь достаточно низкие потери, чтобы стала возможной генерация. Все остальные моды резонатора соответствуют волнам, которые почти полностью затухают после одного прохождения через резонатор. Это главная причина, почему в лазерах применяется открытый резонатор Хотя отсутствие боковых поверхностей означает, что может возбуждаться лишь очень небольшое число мод, все же число генерируемых мод, как мы покажем ниже, может быть значительно больше, чем одна. [c.161]

Для детектирования излучения с длиной волны более 1 мкм требуются узкозонные полупроводники. Из перечисленных в таб-т. 7.2 двухкомпонентных сложных полупроводников П1 — V групп InSb имеет наименьшую ширину запрещенной зоны и может быть использован в качестве ( одетектора вплоть до 6 мкм. Для детектирования излучения лазера на Oj (10.6 мкм) необходимы другие материалы. Раньше на этих длинах волн использовались примесные полупроводники, такие как германий с примесью меди или ртути, действующие как примесное фотосопротивление. Возьмем в качестве примера соединение Ge — Hg. Ртуть вводит полосу акцепторных уровней с энергией на 0,09 эВ выше верхнего уровня валентной зоны. Конечно, при достаточно умеренных температурах они заполнены термически возбужденными электронами из валентной зоны. Но при достаточно низких температурах, менее 30 К, они оказываются в основно.м пустыми, и тогда электроны могут быть возбуждены оптически. Образованные таким образом дополнительные дырки увеличивают электрическую проводимость материала прямо пропорционально поглощенному световому потоку. Совсем недавно появились плоскостные фотодиоды с р-п-пере-ходом, сделанные на основе трехкомпонентного полупроводника из элементов И—VI групп — теллурнда кадмия с ртутью d x.Hg, .v Те. Уменьшение содержания кадмия позволяет сузить ширину запрещенной зоны этого материала при комнатной температуре от 1,8 эВ до 0. Если X = 0,2, ширина запрещенной зоны eg ж 0,1 эВ при 77 К и могут быть получены диоды с квантовой эффективностью, превышающей 0,25 на длине волны 10,6 мкм. Для избежания избыточного темпового тока, вызываемого тепловым возбуждением, необходимо охладить фотодиод до 120 К или ниже. В наземных системах связи для охлаждения фотодиода может быть использован жидкий азот (77 К), а в космических для достижения этих температур потребуются пассивные охладители. Использование обратного смещения 0,2... 0,5 В минимизирует емкость н улучшает временные характеристики диода, не вызывая дополнительного темпового тока в результате туннелирования. В этом случае могут быть получены полосы пропускания свыше 100 МГц. [c.417]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...