_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Рефераты > Применение лазеров в связи и локации

Применение лазеров в связи и локации

Страница: 2/8

Ослабление энергии излучения обусловлено рассеянием из-за оптических неоднородностей. В результате наблюдаются преломле­ние, отражение и дифракция оптических волн. Кроме того, газы и взвешенные частицы сами могут быть источниками излучения, что приводит к увеличению уровня шума. Существенное ослабление энергии излучения лазера происходит также из-за поглощения. Поглощение электромагнитных волн имеет избирательный характер. При этом даже в области прозрачности в отдельных участках спектра наблюдается значительное поглощение.

Известный метод повышения устойчивости оптических линий связи против метеорологических условий — дублирование переда­чи по нескольким направлениям. Эффективным методом борьбы с влиянием избирательного поглощения является одновременное использование для передачи информации лазерного излучения с раз­личными длинами волн, лежащих в «окнах» прозрачности атмос­феры. Для уменьшения избирательных поглощений, обусловленных тонкой структурой спектра, можно использовать близкие по часто­те световые несущие в пределах полосы частот «окна» прозрач­ности.

Весьма перспективно использование оптических линий связи в космосе.

При оптической связи на небольшие расстояния не обязательно расположение передатчика и приемника строго на одной линии. Это возможно при расширении апертуры луча. С этой целью в предлагаемой системе использован пассивный рефлектор-моду­лятор, который делает установку некритичной к направлению при­хода светового луча, т. е. позволяет устанавливать связь между двумя подвижными точками. Эта система связи устраняет возмож­ность перехвата сообщения и воздействия на него нежелательным абонентом и является надежным средством оперативной и аварий­ной связи.

Рассматриваемая система, изображенная на рисунке 1.3, состоит из блока линз 1, лазера 2, расположенного в их фокальной плос­кости, рефлектора 3, модулирующего световой луч и отражающего его в обратном направлении, а также большого собирающего зер­кала 4 концентрирующего принятый луч на фотодетекторе 5. Реф­лектор представляет собой пассивный модулятор и состоит из трехгранного уголкового отражателя с зеркальными внутренними поверхностями, одна (или более) из которых является оптически отражающей подвижной диафрагмой. Деформация этой диафраг­мы под воздействием звуковых волн создает соответствующую модуляцию отражённого светового луча, благодаря которой модулирующий сигнал после усиления усилителем 6 выделяется на приёмной стороне приёмником 7.

Рисунок 1.3 - Оптическая система связи на малые расстояния

1.2 Модуляционные устройства для оптической связи

Модуляция — одна из центральных проблем при создании си­стем связи оптического диапазона, так как эффективность послед­них во многом зависит от создания достаточно эффективных и срав­нительно простых модуляторов когерентного света, получаемого от лазера. Чем шире полоса модуляции, тем больше объем передавае­мой информации. Основные требования, предъявляемые к модуля­торам когерентного света — широкополосность, линейность моду­ляционной характеристики, большой динамический диапазон и эко­номичность в потреблении энергии.

Методы модуляции излучения оптических квантовых генерато­ров делятся на два класса: методы внешней модуляции и методы внутренней модуляции.

Под внешней модуляцией подразумевается воздействие на из­лученный свет вне самого лазера, под внутренней — на луч лазера в процессе его генерации, т. е. воздействие на параметры автоко­лебательной системы — лазера. Методы модуляции можно класси­фицировать по изменяемому параметру модулируемого сигнала. В оптических системах возможны амплитудная, частотная, фазовая модуляции, модуляция поляризации оптической несущей сигнала, модуляция угла отклонения луча.

1.2.1 Амплитудные модуляторы для внешней модуляции

На рисунке 1.4 показана типовая блок-схема оптического модулятора. Он содержит среду 1, вращающую плоскость поляризации луча 2 и поляризационные фильт­ры 3 и 4 (анализаторы).

Рисунок 1.4 - Типовая схема поляризационного оптического модулятора

Модулятор работает следующим образом. После прохожде­ния поляризационного фильтра 3 свет становится плоскополяризованным. Поляризационный фильтр 4 расположен так, что он про­пускает свет с поляризацией, перпендикулярной поляризации, со­здаваемой первым фильтром. Если при прохождении луча света через среду 1 вращения плоскости поляризации не происходит, то фильтры не пропускают свет. Если при прохождении среды плос­кость поляризации падающего света поворачивается, то на выходе модулятора появляется свет, интенсивность которого пропорцио­нальна величине поворота плоскости поляризации.

Для вращения плоскости поляризации используются газы, жид­кости, твердые тела, в которых под действием внешних факторов (магнитного, электрического полей и т. д.) возникает анизотропия диэлектрической проницаемости и связанного с ней коэффициента преломления.

Запатентованы амплитудные модуляторы света, основанные на использовании вращения плоскости поляризации под действием магнитного поля (эффект Фарадея).

Недостаток оптических модуляторов на эффекте Фарадея — необходимость создания в них значительного по величине магнит­ного поля в широкой полосе частот, что вызывает значительные технические трудности. Недостаток оптических модуляторов с ячейкой Керра — в значительных потерях света, ограниченном частотном диапазоне (до 109 Гц), нелинейности модуляционной ха­рактеристики.

Перспективны модуляторы оптического диапазона, основанные на использовании эффекта Поккельса. Эти модуляторы находят широкое применение для модуляции на СВЧ.

Модулятор СВЧ с использованием эффекта Поккельса пред­ставляет собой резонатор СВЧ, возбуждаемый петлей. В пучности электрического поля резонатора размещается электрооптический кристалл. С помощью петли в резонаторе возбуждаются волны ти­па ТМТП. Луч лазера подается вдоль оси резонатора, а модули­рующий сигнал — от источника по коаксиальному кабелю к петле.

Амплитудные модуляторы с вращателями плоскости поляриза­ции требуют значительного уровня модулирующего сигнала. Для уменьшения модулирующих напряжений предложено использовать резонатор Фабри—Перо. Оптическая длина резонатора меняется с помощью вещества, коэффициент преломления которого зависит от параметров внешнего модулирующего сигнала.

Недостаток модуляторов на эффекте Поккельса — наличие ча­стотной зависимости коэффициента модуляции, обусловленное пьезоэффектом. Предложен метод устранения этого недостатка при помощи вспомогательной несущей, которая модулируется переда­ваемым сигналом. Частота несущей выбирается такой, чтобы пьезоэффект практически не проявлялся.

Основным достоинством модуляторов, использующих эффект Поккельса, является линейная зависимость сдвига фаз от приложенного напряжения, в результате чего для модуляций на высокой частоте требуется меньшая мощность, чем в модуля­торе, использующем эффект Керра.