Использование гетеродинного детектирования

Использование гетеродинного детектирования [c.418]

Характерная особенность упомянутых открытых оптических систем связи заключается в том, что а них используются самые обычные элементы. Успешное развитие таких систем зависит от тщательности разработки конструкции, которая должна удовлетворять конкретным требованиям заказчика. Закончим этот раздел коротким упоминанием о гораздо более совершенных по технологии систе.мах. Имеется в виду экспериментальная система для связи в полевых условиях, разработанная в 1972 г. в США для военных целей. В этой системе используется эффективный лазер на СОг, излучающий на длине волны 10,6 мкм. Были созданы варианты системы, использующие модуляцию как интенсивности, так и частотную, причем в обоих случаях детектирование осуществлялось методом гетеродинирования (с использованием гетеродина и охлаждаемых полупроводниковых фотодетекторов). Эксперименты подтвердили, что может быть получена очень высокая чувствительность оптического приемника, приближающаяся к квантовому пределу. Эти первые системы стали основой для систем спутниковой связи. Отметим, что оптические системы, разработанные для определения дальности, идентификации целей и дистанционного зондирования, используют те же самые методы генерирования, излучения и детектирования оптических сигналов, которые нашли применение в оптической связи. [c.424]

Рассеянное атмосферой излучение смешивается на фотоприемнике с излучением гетеродина, в результате формируется сигнал разностной частоты, из которого с помощью набора фильтров путем частотного детектирования выделяется информация о скорости ветра. В частности, в системе [93] при энергии импульса 0,01 Дж и его длительности 2 мкс, частоте повторения 140 Гц, диаметре приемной апертуры 30 см достигнута дальность действия до 8 км. В [78] измерялись ветровые поля от атмосферного пограничного слоя до нижней стратосферы с использованием импульсного СОз-доплеровского лидара и проведено сравнение результатов с данными акустических измерений и радиозондирования. В лидаре использован СОз-лазер с энергией 100 мДж в импульсе длительностью 2 мкс при частоте следования 10 Гц. [c.239]

Доплеровский метод наиболее широкое развитие получил в ИК-области спектра, что прежде всего связано с наличием в этой области наиболее эффективного лазера на СО2. Применяемые сего использованием лидары можно разделить на два основных типа лидары прямого детектирования и лидары с гетеродинным приемом. [c.124]

Для передачи сигналов в диапазоне длин волн 1. .. 2 мка прямое детектирование с использованием р-/-п-фотодиодов или лавинных фотодиодов остается самым удобным методом восстановлеиия электрического сигнала из оптического как в замкнутых, так и в открытых системах связи. Однако возможное использование более длинных или более коротких волн заставляет рассмотреть другие методы и другие типы устройств детектирования оптических сигналов. При длинах воли меньше 1 мкм становится целесообразным использовать фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Достоинством ФЭУ является то, что они имеют большую площадь ( окатода (до 10 см ), очень высокий внутренний коэффициент умножения (более 10 ), вносят относительно небольшой аддитивный шум и имеют полосу пропускания свыше 1 ГГц. Основными недостатками ФЭУ являются низкая квантовая эффективность (менее 0,1), большой размер, ограниченный срок службы, хрупкость и необходимость использования стабилизированных высоковольтных источников питания (обычно около 1 кВ). На более длинных волнах, в частности на 10 мкм, связанных с лазерными источниками излучения на СОг, становится целесообразным использование гетеродинного детектирования, обеспечивающего более высокую чувствительность и дающего возможность реализовать другие методы модуляции. [c.414]

Один случай относится к детектированию сигнала с СВЧ-мо-дуляцией при использовании гетеродина, частота которого отличается от сигнальной больше, чем на полосу модуляции. Сдвиг частоты гетеродина можно получить, пропуская его излучение через электрооптический преобразователь частоты или однополосный модулятор. Чтобы избежать трудностей, связанных [c.523]

Оценивая возможности метода гетеродинного детектирования использованием СОг-лазеров в целом, можно сделать заключение о том, что он вполне конкурирует с методами прямого детектирования в видимой области спектра. Для иллюстрации преимуществ рассматриваемого метода по сравнению с методом прямого детектирования в ИК-области для одной и той же лидарной системы приведем один убедительный пример. Лидарная система ЛРЬ, включающая 2С02-лазера с энергией в импульсе 60 мДж, длительностью 0,5... 2 мкс, частотой следования импульсов 50... 150 Гц и приемную систему с диаметром телескопа 0,3 м при частоте биений 30 МГц, обеспечивает в режиме прямого детектирования дальность зондирования от 1 до 3 км, а в режиме гетеродинного приема — от 5 до 10 км. Пространственное разрешение в обоих случаях 300 м. [c.127]

Развитие лазерной техники дало возможность значительно расширить круг используемых в задачах лазерного зондирования влажности атмосферы лазеров. Это в первую очередь лазеры на красителях. С помощью таких лазеров, перестраивающихся в области полосы поглощения водяным паром 0,72 мкм [24, 27], были проведены успешные измерения влажности во всей толще тропосферы. Все более широкое использование приобретает перестраиваемый в диапазоне 0,72... 0,78 мкм лазер на основе кристалла александрит [26]. Самые широкие перспективы для лазерного зондирования влажности атмосферы открываются при использовании лазера на кристалле сапфир с титаном, обладающего уникальными возможностями непрерывной перестройки длины волны излучения в необычайно широком спектральном диапазоне, от 650 до 1150 нм. В районе 1,77 мкм проводилось зондирование водяного пара с помощью параметрического генератора света (ПГС) на основе ниобата лития [34] и перестраиваемого лазера на кристалле Со Mgp2 [53]. В среднем ИК-диапазоне спектра первые измерения профилей влажности проводились вдоль горизонтальной трассы с помощью импульсного СОг-лазера [63] с ис пользованием дискретной перестройки длины волны излучения на линиях Р(12), Р(18) и Р(20) в 10-мкм полосе излучения. Малая эффективность обратного рассеяния в этой области спектра естественно снижает диетанционность зондирования при прямом детектировании лидарных сигналов. Даже при энергии в импульсе 1 Дж в этих измерениях профиль влажности устойчиво восстанавливался на расстояниях не более 1 км. Однако в этой области спектра последние годы активно развиваются чувствительные методы когерентного (гетеродинного либо гомодинного) приема лидарных сигналов. Они значительно повышают потенциал лидара даже при умеренных энергиях лазерного передатчика. Первые сообщения об измерениях профилей влажности с помощью когерентного лидара на основе гетеродинного СОг-лазера приведены в [40]. [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...