Модуляция оптическая

Происхождение названия связано с тем, что явление можно рассматривать как результат модуляции оптических параметров среды (показателя преломления, диэлектрической проницаемости) с частотой щ вследствие нелинейного взаимодействия с мощной волной 3, [c.850]

Рассмотрим метод определения отношения правдоподобия и использования его для построения структуры оптимального приемника системы связи с амплитудной модуляцией оптической несущей синусоидальными колебаниями. Одной из перспективных оптических систем связи указанного типа является система с амплитудной модуляцией оптической несущей попеременно двумя синусоидальными колебаниями модуляция одним тоном соответствует символу 1 , модуляция другим тоном соответствует О . В телеграфии системы связи подобного типа называются системами с тональной манипуляцией ЧМ—AM. [c.150]

Как отмечалось в разд. 9.1, звуковая волна вызывает бегущую модуляцию оптической диэлектрической непроницаемости, которая [c.362]

Если в приемник вместо монохроматической волны (9.110) ввести модулированную сигнальную волну, то процесс гетеродинного детектирования можно проанализировать, рассматривая модулированный сигнал как несущую и ряд боковых полос. Каждая спектральная компонента сигнала создает ток, описываемый выражением (9.113), со своей ПЧ при этом 1 — постоянная составляющая тока, которую создавала бы каждая спектральная компонента. Если частотный интервал, занятый боковыми полосами модуляции, меньше сдвига или частотной разности между излучением гетеродина и несущей сигнала, то в результате процесса гетеродинирования спектр модуляции оптического сигнала должен полностью воспроизводиться в спектре модуляции фототока, изменяющегося со значительно меньшей промежуточной частотой. Как явствует из выражения (9.112), при таком преобразовании сохраняются относительные значения амплитуд и фаз. Обычно детектировать модуляцию на ПЧ проще, чем прямо детектировать модуляцию оптической несущей, поскольку сигнал с ПЧ можно наблюдать на спектроанализаторе или детектировать каким-нибудь хорошо разработанным электронным методом. Для приема и измерения информации, содержащейся в модуляции, пригодны узкополосные фильтры, амплитудные детекторы и дискриминаторы. Таким образом, гетеродинный метод с оптической точки зрения одинаков для амплитудной, фазовой или частотной модуляции сигнала, поскольку для демодуляции пользуются электронной, а не оптической аппаратурой. [c.521]

Метод активной синхронизации за счет модуляции оптической длины резонатора (частотная модуляция) по сути также сводится к модуляции потерь для поля моды за счет сдвига ее резонансной кривой при изменении длины резонатора. Активный метод синхронизации применяется для лазеров непрерывного режима генерации. Однако с его по- [c.191]

Фиг. 66. Функция передачи модуляции оптической системы (по Мер-

К лазерам с периодической модуляцией оптических характеристик относятся РОС- и РБО-лазеры [5, 9, 12]. Пространственной периодической модуляции могут быть подвергнуты любые параметры этих лазеров, влияющие на условие распространения в них электромагнитной волны полупроводниковые среды, коэффициент затухания или усиления, размеры сечения волновода, форма граничной поверхности и т. д. В ИЛ периодическая структура может быть или совмещена с усиливающим слоем, или расположена за его пределами, выполняя по существу роль селективных по частоте многослойных концевых зеркал обычного резонатора. В первом случае — это РОС-лазеры, во втором — РБО-лазеры. Лазерные структуры с периодической модуляцией оптических характеристик различаются порядком дифракции, равным целому числу полуволн лазерного излучения, укладывающихся на периоде неоднородности. Наиболее удобным методом осуществления РОС является создание на границе соответствующих монокристаллических слоев дифракционных решеток с необходимыми параметрами. [c.116]

Средства модуляции оптического излучения передаваемым сигналом. [c.28]

Другой важный параметр системы связи — отношение сигнал-шум определяется эффективным уровнем шума на входе усилителя приемника и полезной мощностью оптического сигнала на входе фотодетектора. Отличительная особенность оптических систем связи заключается в том, что шум приемника содержит составляющую, прямо пропорциональную мощности принимаемого оптического сигнала. Это так называемый дробовой (фотонный) шум, характерный для процесса детектирования, ограничиваемого квантовым шумом. Поэтому в большинстве обычных оптических систем связи, в которых используется модуляция оптического излучения по мощности, уровень шума зависит от величины сигнала. Важно отметить, что шум приемника обычно минимизирован, однако следует иметь в виду, что он увеличивается обычно пропорционально ширине полосы частот, занимаемой сигналом. [c.30]

Рассмотрим, как переходное время влияет на характеристику диода при синусоидальной модуляции оптического излучения [c.323]

Методы воздействия на амплитудную и фазовую составляющие световой волны в общем случае различны, в то же время есть операции, которые не зависят от вида модуляции оптического излучения [c.115]

Электрооптическая модуляция света. Если к кристаллу приложить сильное электрическое поле, то из-за изменения показателя преломления деформируется оптическая индикатриса. Зависимость показателя преломления световой волны, распространяющейся в кристалле, от приложенного электрического поля нашла важное практическое применение для модуляции света. Анизотропный кристалл в переменном электрическом поле, расположенный между [c.287]

Сложнее описать случай неодновременного изменения фаз колебаний оптических электронов. Пусть, например, в каждый момент времени, отстоящий на t/N от предыдущего, меняется фаза только одного из колебаний. Очевидно, что существенное изменение фазы и амплитуды суммарного колебания накопится лишь за время т. Действительно, если ввести = пт/Ы (где п = = 1, 2, 3,. . . ), то до тех пор, пока т (т.е. п N), изменение фазы и амплитуды суммарного колебания будет незначительным, так как это изменение коснулось лишь малой части атомов. Заметные изменения в амплитуде и фазе накапливаются за время т. Следовательно, и в данном случае величина х, которая имеет здесь смысл среднего периода модуляции, сохраняет свое значение. [c.187]

В том случае, когда модуляция происходит по закону, выбранному в нашем примере, она означает превращение монохроматической волны частоты п в три монохроматические волны с частотами п, л + т, л — т и с соответствующими амплитудами. Такого рода воздействие на интенсивность волны, т. е. модуляция волны, сопровождающаяся расщеплением частоты монохроматической волны, играет большую роль во многих оптических явлениях. Следует отметить трудность непосредственного наблюдения в оптических опытах воздействия, подобного описанному выше, ибо частота оптических волн очень велика (л 10 Гц), поэтому требуются очень быстрые изменения интенсивности, происходящие [c.35]

Как нетрудно понять, изменение ориентации призмы изменяет добротность оптического резонатора. Поэтому описанный метод формирования коротких мощных импульсов получил наименование модуляции добротности оптического резонатора. Лазеры, работающие в таком режиме, называются лазерами с модулированной добротностью. Соответственно условия работы лазера с неизменной во времени добротностью называют режимом свободной генерации. [c.790]

Значительно более быструю модуляцию добротности резонатора можно осуществлять, используя электрооптические затворы (см. 152). Действие этих затворов основано на практически безынерционном изменении или возникновении оптической анизотропии некоторых жидкостей и кристаллов под действием электрического поля. Относящийся к явлениям этого типа эффект Керра описан в 152. С этой же целью применяется и другое электрооптическое явление, так называемый эффект Поккельса, возникающий в кристаллах и столь же малоинерционный, как и эффект Керра. [c.790]

Из всего многообразия физических свойств важнейшими свойствами, характеризующими вещество как диэлектрик, являются электрические — поляризация, электропроводность, диэлектрические потери и т. д. Многие годы диэлектрики применялись в основном как изоляторы. Поэтому наибольшее значение имели их малые электропроводности и диэлектрические потери, высокая электрическая прочность. В современных условиях диэлектрики используют не только в качестве пассивных элементов различных электрических схем. С их помощью осуществляют преобразование механической и тепловой энергии в электрическую (пьезоэлектрики и пироэлектрики). Ряд диэлектриков находит применение для детектирования, усиления, модуляции электрических и оптических сигналов. При этом важную роль играют такие свойства, как фотоэффект, электрооптические и гальвано-магнитные явления. [c.271]

Важная особенность эффекта Фарадея состоит в его малой инерционности (время установления меньше 10 с), что широко используется при решении различных задач, особенно связанных с лазерной техникой. Малая инерционность эффекта позволяет применять его для модуляции света, создания оптических затворов и т. д. [c.80]

Принцип работы лазера в режиме модуляции добротности состоит в следующем. Допустим, что внутрь оптического резонатора помещен затвор. Если затвор закрыт, то генерация не возникает и, следовательно, инверсия населенности может достигнуть очень высокого значения. При достаточной мощности накачки на метастабиль-ном уровне можно накопить почти все частицы активного вещества. Однако условие генерации выполняться не будет, так как потери резонатора слишком велики. Если быстро открыть затвор, то усиление в лазере будет существенно превышать потери и накопленная энергия выделится в виде короткого интенсивного импульса света. Поскольку в данном случае добротность резонатора изменяется от низких до высоких значений, то такой режим называется режимом модуляции добротности резонатора. При быстром открывании затвора (за время, которое короче времени развития лазерного импульса) выходное излучение состоит из одного гигантского импульса. При медленном же открывании затвора может генерироваться много импульсов. [c.283]

Электрооптические и магнитооптические эффекты находят применение преимущественно в системах модуляции и сканирования света. Естественная оптическая активность широко используется в пищевой и химической промышленности для контроля качества различных веществ, в основном, растворов. [c.111]

Квантовые интерферометры на основе лазера с трехзеркальным резонатором. На рис, 137 приведена схема лазера с трехзеркальным резонатором. Зеркала I н 3 вместе с активной средой 2 образуют лазер. Изменение длины оптического пути либо за счет перемещения зеркала 4, либо за счет изменения характеристик среды между зеркалами 3 и 4 приведет к модуляции интенсивности лазерного излучения. [c.233]

Моделирование 289 Модуляторы светового потока 379, 381, 382 Модуляция оптическая 379 Молибден 143 Молотки отбойные 85 Молоты 21, 22 Моментометры S93 [c.502]

МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ — изменение разл. характеристик колебаний, медленное по сравнению с их периодом (см. Модулированные колебания). МОДУЛЯЦИЯ СВЕТА (модуляция оптического излучения) — изменение по заданному закону во времени амплитуды (интенсивности), частоты, фазы или поляризации колебаний оптич, излучения. Применяется для управления световыми пучками с целью передачи информации при помощи оптич. сигналов или для формирования световых потоков с определ. параметрами. В зависимости от того, какая характеристика подвергается изменению, различают амплитудную, фазовую, частотную или поляризационную М. с. Для излучений видимого и ближнего ИК-диапааонов (Ю —8-10 Гц) возможны частоты модуляции с верх, пределом до 10 — 10 Гц. Естественная М. с. происходит при испускании света элементарными излучателями (атомами, ионами) независимость испускания такими излучателями фотонов и различие в частоте последних приводит к тому, что излучение содержит набор частот и флуктуирует по амплитуде, т. е, является амплитудно-частотно-модулированным. Естеств. частотная М. с. происходит также при неупругом рассеянии света на внутримолекулярных колебаниях (см. Комбинационное рассеяние света) и на упругих волнах в конденсиров. средах (см. Мандельштама — Бриллюана рассеяние). В обоих случаях рассеянный свет содержит частоты, отличные от частоты падающего света. [c.183]

Рис. 7.5 иллюстрирует также сам процесс амплитудной модуляции оптического сигнала. На модулятор обычно накладывают смещающее напряжение таким образом, чтобы создать фиксированную задержку Гд = х/2 и добиться коэффициента пропускания 50%. Этого смещения можно достичь, прикладывая напряжение V = VJ2 или, что более удобно, используя кристалл с естественным дзулучепреломлением (рис. 7.4) для создания разности фаз (задержки) между составляющими х иу, равной х/2. При этом ма- [c.261]

Схема прибора представлена на фиг. 9.12. ЧМ-световой пучок падает на оптический диспергирующий элемент (призму, дифракционную решетку и т. д.) и, выходя из него, упрощенно говоря, качается в пределах какого-то угла, причем мгновенное значение угла пропорционально мгновенному значению частоты. Затем световой пучок падает на фотокатод, из которого эмитти-руется электронный пучок, совершающий в пространстве поперечные колебания синхронно с угловой модуляцией оптического пучка (86]. Далее электронный пучок поступает в систему, где он взаимодействует с поперечной СВЧ-волной. [c.513]

Параметрическое усиление света. Если в среде распространяются три волны, удовлетворяющие условию (56.46), то между ними происходит обмен энергией. Если одна из волн (например, к) значительно мощнее, чем две другие, то энергия переходит от мощнш волны в более слабые волны, в результате чего последние усиливаются. Это явление называется параметрическим усилением света, 1юскольку его можно рассматривать как модуляцию оптических параметров среды волной к, приводящую к усиленшо волн к) и кз. [c.338]

Меркер [143] использовал указанный выше метод для определения функции передачи модуляции оптической системы. Здесь было использовано восемь групп штрихов (по три штриха в каждой) с пространственными частотами 6, 9, 13, 20, 30, 45, 67 и 100 линия/мм, что соответствует форме кривой, показанной на фиг. 66. Уменьшение амплитуд эквиденситы Аг/ соответствует падению коэффициента передачи модуляции [c.152]

Архитектура с фемтосекундными ультракороткими импульсами, для которой на рис. 5.11 дана принципиальная схема, является подходящим объектом для изложения заключительных замечаний, связанных с пороговым кодированием и взвещивани-ем в оптических вычислениях. В данной разработке входные данные, включающие информацию об управлении и программировании, закодированы во входном пучке с помощью пространственной и временной модуляции. Оптическая матрица соединений (содержащая голограммы, линзы и т. д.) выполняет операции взвешивания, а матрица нелинейных пороговых устройств (как правило, выполняющая усиление сигнала) осуществляет операции порогового кодирования. Оптическая длина пути в цепи обратной связи превращает все устройства в последовательную вычислительную систему, в которой модулированные по координатам и времени фемтосекундные импульсы света могут циркулировать как на конвейере . Синхронизация осуществляется либо асинхронно, с тактовой частотой, задаваемой временем пробега в петле обратной связи, либо синхронно, используя внешние тактовые сигналы. При сравнительно низких частотах электрические входные сигналы, подаваемые в нелинейное матричное устройство или в матрицу соединений (в последнем случае, возможно, через электрооптически управляемую решетку), могут подаваться в дополнение к оптическим входным, управляющим и программирующим данным. [c.160]

Проявление колебаний одновременно в спектре инфракрасного поглощения и в спектре комбинационного рассеяния света, т. е. отсутствие центра инверсии, означает, что кристалл является пьезоэлектрическим. Это эквивалентно также утверждению, что в кристалле должен наблюдаться линейный электрооп-тический эффект (эффект Поккельса). Хотя мы здесь и не собираемся проводить подробное обсуждение теории комбинационного рассеяния света в пьезоэлектрических кристаллах, основные новые эффекты можно достаточно просто рассмотреть на базе уже изложенной теории. Ограничимся обсуждением кубических пьезоэлектрических кристаллов, относящихся к точечной группе Гй. В кристаллах этого класса для полного описания электрооптического эффекта необходимо знать единственную электрооптическую постоянную. Напомним [35], что электро-оптический эффект состоит в модуляции оптической поляризуемости кристалла приложенным извне электрическим полем. Но в нащем рассмотрении роль приложенного , или внешнего , электрического поля выполняет макроскопическое поле сопровождающее длинноволновое дипольное оптическое колебание, взаимодействующее с собственным нолем. Поэтому линейный электрооптический эффект означает наличие тензорной свя-зц между макроскопическим электрическим полем и оператором [c.55]

Каждая решетка может представлять собой либо синусоидальную гофрировку поверхности (вариации толщины), либо периодические ия теттсния пока - ателл преломления (вариации п). И в том и в другом случае вносится пространственная гармоническая модуляция оптической разности хода и, слсдоватсльно, фазового сдвига прошедшей волны. Результат тако11 модуляции известен (см. рс з-дел 9.6) за объектом наблюдаются три максимума, из которых один является максимумом нулевого порядка, а два других — плюс-минус первого. [c.314]

Для расчета ожидаемого отношения сигнал-шум сначала определим коэ ицнент модуляции оптического сигнала, модулируемого по иитеисивиости [c.455]

Методами оптической томографии исследуются те объекты, которые вызывают модуляцию зондирующего их излучения оптического диапазона. При этом модуляции может быть подвержена любая из характеристик монохроматической световой волны — амплитуда, фаза, вектор поляризации В зависимости от вида модуляции оптическую томографию можно разделить на абсорбционную, интерференционную, поляризационную К оптической томографии относится также эмиссионная томография оптического диапазона, которая оперирует интенсивностью излучения Модуляцию зондирующей световой волны вызывают оптические неоднородности объекта — пространственные изменения коэффициента поглощения, показателя преломления, величины двулучепрелом-ления [c.72]

Для явления Фарадея характерно еще то, что оно является безынерционным. Это позг.оляет применить эффект Фарадея для создания оптического затвора для модуляции света и т. д. [c.302]

Потенциалоскоп — запоминающая трубка, предназначенная для записи сигналов на диэлектрике с последующим их воспроизведением в виде оптического изображения, электрического сигнала или в виде того и другого содержит один, двй или три электронных прожектора, мишень и коллектор записывающий сигнал может подаваться на модулятор прожектора, коллектор или сигнальную пластину считывание производится как в иконоскопе при постоянном токе пучка или при модуляции тока пучка высокой частотой, в последнем случае запись и считывание могут проводиться одновременно рельеф на мишени может сохраняться длительное время стирание, запись и считывание рельефа могут проводиться последовательно или одновременно одним, двумя или тремя пучками применяется как устройство оперативной памяти, для преобразования телевизионного сигнала из одного стандарта в другой и т. д. потенциалоскоп позволяет накапливать рельеф при периодическом сигнале, что облегчает его выделение на фоне шума разновидностью потенциалоскопа является графекон [9]. [c.150]

Очевидно, что монохроматическая волна не может быть непосредственно использованной для передачи информации — она никогда не начиналась, никогда не кончается и любой приемник покажет К д- onst. Для того чтобы стало возможным использовать монохроматическую волну в этих целях, ее нужно закодировать, т. е. создать сигнал, который после регистрации и расшифровки будет содержать необходимую информацию. Наиболее простым способом кодирования является модуляция амплитуды волны, которая может осуществляться различными способами (в том числе н механическим прерыванием излучения по определенному закону). При этом возникает амплитудно-модулированж е колебание E(t) =-= Eq(1 ) oa(w< — <р), где Eo(t) — медленно изменяющаяся амплитуда (например, звуковой частоты (I) 10 Гц, в то время как несуп ая частота относится к оптическому диапазону 10 Гц). Модулированный сигнал регистрируется приемником света и после высоко- [c.43]

Подход, основанный на аналогии с френелевским отражением, поучителен вот в каком отношении. Напомним, что отражение от границы раздела двух сред возникает вследствие различия как показателей преломления, так и коэффициентов поглощения (усиления). В частности, отражение от металлов объясняется, главным образом, второй причиной. Из сказанного легко сделать вывод, что самоотражение в активное среде лазера может обусловливаться модуляцией и показателя преломления, и коэффициента усиления. Как показывают более детальные исследования вопроса, самоотражение играет существенную роль в оптических квантовых генераторах. [c.828]

Приемная оптическая система ОЭП преобразует излучение от объектов наблюдения, фонов, организованных оптических помех, которое проходит через слой пространства и посгупает в ее входной зрачок. Изображение, построенное огггической системой, модулируется подвижным или неподвижным растром. В результате модуляции на чувствительную площадку приемника излучения падает переменный во времени поток излучения. Приемник излучения преобразует электромагнитное излучение в электрический ток или изменение напряжения. [c.4]

В рассматриваемый период бурное развитие получают оптические системы связи. В 1870 г, был изобретен светосигнальный прибор Манжена, который долго применялся в XIX в. в различных армиях. Он состоял из керосиновой лампы, расположенной в металлическом яш,ике. Пламя лампы, находившееся в фокусе линзы диаметром около 100 мм, давало параллельный световой пучок, прерыванием которого и подавались телеграфные сигналы по азбуке Морзе. Примерно в это же время (середина XIX в.), когда не только не существовало фотоприемников, необходимейшей части всякого оптико-электронного прибора, но и сам фотоэлектрический эффект ещ е не был открыт, делались попытки создать прибор для передачи и приема оптических сигналов, модулированных звуковой частотой. В качестве индикаторов приходящих сигналов применялись довольно грубые устройства, действие которых основывалось на тепловом нагревании световыми лучами. Понятно, что такого рода устройства не могли работать удовлетворительно они были мало чувствительны и обладали большой инерционностью. Только после развития техники изготовления фотоэлементов оптическая телефония получила основу для своего развития. В 1880 г. А. Г. Белл построил так называемый фотофон, состоящий из передатчика, модулированного звуковой частотой пучка лучей, и приемника с селеновым фотоэлементом. Вышедший из передающей станции параллельной пучок лучей падал на зеркальную мембрану микрофона и после отражения от нее направлялся к приемной станции. При колебаниях мембраны поверхность ее деформировалась и в зависимости от степени отклонения от плоскости пучок отраженных ею лучей становился более или менее расходящимся. В приемную часть, следовательно, поступало большее или меньшее количество света. 1880 г. можно считать годом рождения оптических систем связи. На протяжении последующих лет было разработано и описано различными авторами несколько систем оптических телефонов, различающихся между собой по преимуществу способами получения модулированного пучка световых лучей. Наибольший интерес представляет способ модуляции светового потока, предложенный в 1897 г. Г. Симоном. Он использовал в качестве источника излучения дуговую лампу, предложенную русским изобретателем П. Н. Яблочковым, установленную в фокусе передающего параболического зеркала. Излучение лампы модулировалось системой, состоящей из микрофона, трансформатора и источников питания. Дальность работы телефона Симона была в десять раз больше дальности работы фотофона Белла и достигала примерно 2,5 км. [c.379]

Следующая попытка использования ультрафиолетового диапазона спектра для средств связи принадлежит К. Майорана (Италия). В своем оптическом телефоне он впервые применил комбинацию фотоэлемента и однолампового усилителя. Дальность действия оптического телефона Майорана составляла 16 км. Источником излучений служила ртутная дуговая лампа с фильтром. Модуляция осуществлялась по способу говорящей дуги . [c.381]

В некоторых случаях, когда требуется быстрая модуляция интенсивности излучения, используются ячейки Поккельса. Основным элементом ячейки является одноосный кристалл (КДР, АДР и др.). Луч света направляется по оптической оси кристалла при этом оба луча — обыкновенный и необыкновенный — распространяются в кристалле с одной и той же скоростью. При приложении к кристаллу электрического поля вдоль оптической оси кристалл становится двуосным с главными осями ох и оу, составляющими угол 45° с кристаллографическими осями ох и оу (рис. 45). Скорость распространения в нем двух волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ох и ог/, оказывается различной. Когда на кристалл падает линейно-поляризованный свет, плоскость поляризации которого совпадает с ох, то в кристалле распространяются две взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты с различными скоростями v-y и Uj. Пройдя некоторый путь, они приобретают разность фаз, зависящую от приложенного к кристаллу напряжения, вследствие чего на выходе из кристалла свет становится эллипти-чески-поляризованным, причем эксцентриситет эллипса поляризации зависит от разности фаз, т. е. от приложенного напряжения. Пропуская затем модулированный таким образом свет через поляризационную призму, получают лазерный луч, модулированный по амплитуде, т. е. по интенсивности. [c.73]

Возможно также использование поперечного электрооптиче-ского эффекта, когда свет в кристалле распространяется перпендикулярно оптической оси принцип работы модулятора остается прежним. Электрооптические модуляторы имеют весьма малую инерционность, что позволяет осуществлять модуляцию с частотой до нескольких десятков гигагерц. В настоящее время промышленность выпускает модуляторы такого типа, работающие как в видимой, так и в ближней ИК областях спектра (табл. 2). [c.73]

Установка имеет следующие технические характеристики. Энергия одномодового излучения в режиме модуляции добротности 0,5 Дж, а длительность импульса 4-10" с. Коэффициент усиления двухкаскадного усилителя 20, размер голографируемой сцены 200x200x1000 мм, пределы измерения разности оптической длины пути от 1 до 60 мкм. Пределы геометрических размеров объекта от 20 до 2-10 мкм. Погрешность результата измерения [c.311]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...