电光调制器工作点控制课程设计论文
电光调制实验
实验二 电光调制实验激光是一种光频电磁波，具有良好的相干性，与无线电波相似，可作为传递信息的载波。
激光具有很高的频率(约1013~1015Hz )，可供利用的频带很宽，故传递信息的容量很大。
再有，光具有极短的波长和极快的传递速度，加上光波的独立传播特性，可以借助光学系统把一个面上的二维信息以很高的分辨率瞬间传递到另一个面上，为二位并行光信息处理提供条件。
所以激光是传递信息的一种很理想的光源。
电光效应在工程技术和科学研究中有许多重要应用，它有很短的响应时间(可以跟上1010Hz 的电场变化)，可以在高速摄影中作快门或在光速测量中作光束斩波器等。
在激光出现以后，电光效应的研究和应用得到迅速的发展，电光器件被广泛应用在激光通讯，激光测距，激光显示和光学数据处理等方面。
要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加到激光上去的问题。
例如激光电话，就需要将语言信息加在与激光，由激光“携带”信息通过一定的传输通道送到接收器，再由光接收器鉴别并还原成原来的信息。
这种将信息加在与激光的过程称之为调制，到达目的地后，经光电转换从中分离出原信号的过程称之为解调。
其中激光称为载波，起控制作用的信号称之为调制信号。
与无线电波相似的特性，激光调制按性质分，可以采用连续的调幅、调频、调相以及脉冲调制等形式。
但常采用强度调制。
强度调制是根据光载波电场振幅的平方比例于调制信号，使输出的激光辐射强度按照调制信号的规律变化。
激光之所以常采用强度调制形式，主要是因为光接收器(探测器)一般都是直接地响应其所接收的光强度变化的缘故。
【实验目的】1. 掌握晶体电光调制的原理和实验方法。
2. 学会利用实验装置测量晶体的半波电压，计算晶体的电光系数。
3. 观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象。
【实验仪器】铌酸锂晶体，电光调制电源，半导体激光器，偏振器，四分之一波片，接收放大器，双踪示波器。
【实验原理】1．电光调制的基本原理某些晶体(固体或液体)在外加电场中，随着电场强度E 的改变，晶体的折射率会发生改变，这种现象称为电光效应。
电子调光控制器的设计报告
电子调光控制器的设计报告设计报告：电子调光控制器一、引言电子调光控制器是一种用于调节照明亮度的设备，通过控制电流或电压的大小来改变光源的亮度。
在现代照明系统中，电子调光控制器不仅可以提高照明质量，还可以降低能耗，延长灯具的使用寿命。
本设计报告旨在介绍电子调光控制器的设计原理和实现方法。
二、设计原理1.调光方式电子调光控制器主要有以下几种调光方式：阶段调光、PWM调光和模拟调光。
阶段调光是通过将电源与负载间的电流或电压进行阶段性的切换来实现调光效果，适用于高功率负载。
PWM调光是通过改变电源与负载之间的脉宽来改变亮度，适用于LED等低功率负载。
模拟调光是通过改变电源与负载之间的电流或电压的大小来改变亮度，适用于传统荧光灯等。
2.控制方式电子调光控制器主要有两种控制方式：手动控制和自动控制。
手动控制是通过人工操作开关、旋钮或遥控器来实现调光控制，适用于简单的场景。
自动控制是通过光感器、时钟和传感器等来感知环境亮度和人员活动情况，自动调节照明亮度，适用于复杂的场景。
三、设计方案根据设计原理，本设计采用PWM调光方式和自动控制方式来设计电子调光控制器。
1.硬件设计（1）电源电路：采用稳压电源电路，输出稳定的直流电源。
（2）控制电路：采用微控制器作为控制核心，通过PWM输出信号控制照明亮度。
（3）光感电路：采用光敏电阻或光电二极管作为光感器，感知环境亮度。
（4）传感电路：可以根据实际需求加入温度传感器、人体红外传感器等。
2.软件设计（1）PWM信号生成：利用微控制器的定时器，生成PWM信号控制照明亮度的调节。
（2）亮度控制算法：根据光感电路感知到的环境亮度，通过亮度控制算法调整PWM信号的占空比，实现照明亮度的调节。
（3）自动控制算法：根据传感电路感知到的温度、人体活动情况等信息，通过自动控制算法实现自动调节照明亮度。
四、实现方法1.电路设计按照硬件设计方案，设计电源电路、控制电路、光感电路和传感电路，并进行电路布局和连线。
电光调制实验课程设计
电光调制实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电光效应的基本原理，掌握电光调制的概念。
2. 学生能描述电光调制过程中各物理量的变化及其影响。
3. 学生能了解不同类型电光调制器的结构和工作原理。
技能目标：1. 学生能通过实验操作，掌握使用示波器、激光源和电光调制器等仪器的基本技能。
2. 学生能够运用数据分析方法，处理实验数据，得出结论。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电光调制实验。
情感态度价值观目标：1. 学生在实验过程中，培养严谨的科学态度，增强实验操作的规范性和安全性意识。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和沟通能力，增强合作意识。
3. 学生能够认识到电光调制技术在现代通信领域的应用价值，激发对科学技术的兴趣。
课程性质分析：本课程为物理学科实验课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实验操作能力和科学素养。
学生特点分析：初三学生已具备一定的物理知识基础，对实验课程有较高的兴趣，动手能力强，但需加强实验规范和安全意识。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论知识与实验操作的有机结合，提高学生的实践能力。
2. 强化实验过程中的安全意识，培养学生的责任感。
3. 注重培养学生的团队协作能力和沟通能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 理论知识：- 电光效应基本原理- 电光调制概念及其分类- 电光调制器结构和工作原理2. 实验操作：- 示波器、激光源和电光调制器等仪器的使用方法- 电光调制实验操作步骤- 实验数据的收集、处理和分析3. 教学大纲：- 第一课时：导入新课，讲解电光效应基本原理，介绍电光调制概念。
- 第二课时：分析电光调制器结构和工作原理，学习实验操作步骤。
- 第三课时：实验操作，观察电光调制现象，收集和处理数据。
- 第四课时：总结实验结果，讨论实验中发现的问题，进行拓展延伸。
4. 教材章节：- 《物理》课本第三章第七节：电光效应- 《物理》实验手册第四章第二节：电光调制实验5. 教学内容安排与进度：- 理论知识教学：2课时- 实验操作教学：2课时- 课后总结与拓展：1课时教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生实验操作能力和科学素养。
电光调制实验报告
电光调制实验报告电光调制实验报告引言电光调制是一种利用电场对光进行调制的技术，广泛应用于通信、光学传感和光学信息处理等领域。
本实验旨在通过搭建电光调制实验装置，探究电场对光的调制效果，并分析其应用前景。
实验装置本次实验所使用的电光调制实验装置包括：光源、偏振器、电光调制器、光电探测器和示波器。
其中，光源发出的光经过偏振器后，进入电光调制器，在电场的作用下发生相位差变化，最后通过光电探测器转化为电信号，再经示波器显示出来。
实验步骤1. 将光源、偏振器、电光调制器、光电探测器和示波器依次连接起来，确保电路连接正确。
2. 调整偏振器的角度，使得光通过电光调制器时，其电场与电光调制器的极化方向垂直。
3. 打开光源和示波器，调节示波器的参数，观察示波器上的波形变化。
4. 改变电光调制器的电压，观察示波器上的波形变化，并记录下来。
5. 重复步骤4，但同时改变偏振器的角度，观察示波器上的波形变化，并记录下来。
实验结果与讨论通过实验观察和记录，我们可以得到以下结论和讨论：1. 电场对光的调制效果：随着电光调制器电压的增加，示波器上的波形振幅逐渐增大，说明电场对光的幅度进行了调制。
这说明电光调制器能够通过改变电场的强度来调制光的强度。
2. 电场对光的相位调制效果：通过改变电光调制器的电压和偏振器的角度，我们可以观察到示波器上的波形发生相位差的变化。
这说明电光调制器能够通过改变电场的强度和方向来调制光的相位。
3. 电光调制器的应用前景：电光调制技术在通信领域有着广泛的应用前景。
通过调制光的幅度和相位，可以实现光信号的调制和解调，从而实现高速、大容量的光通信。
此外，电光调制器还可以用于光学传感和光学信息处理等领域，提高系统的灵敏度和可靠性。
结论通过电光调制实验，我们深入了解了电场对光的调制效果，并探讨了其应用前景。
电光调制技术在通信、光学传感和光学信息处理等领域具有重要的应用价值，为实现高速、大容量的光通信提供了有力支持。
电光调制不同工作点选择方法下的光偏振态分析
, 分析起偏器 、 检
基金项目 安徽省教育厅研究课题 (2008jyxm338) ,安科院引进人才科研项目 ( ZRC2008182) . 作者简介 郭明磊 (1980 年出生) 男 ,山东临沂人 ,硕士 ,助教 ,从事激光技术应用研究 .
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物理与工程 Vol . 20 No . 1 2010
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电光调制的物理基础是电光效应 , 即晶体的 折射率在外加电场的作用下发生变化的现象 , 在 输入光强恒定的情况下 , 若加在晶体上的电压是 随时间变化的电信号 , 则输出光强会随着信号电 压的变化而发生变化 ,从而实现电光调制 . 典型的
LiNbO3 晶体横向电光调制实验原理如图 1. 起偏
Abstract In t he experiment of elect ro2optical modulatio n , t he light of elect ro2optical modulatio n has been analyzed based o n different work2point choo sing met hod , and t he f requency do ubling and linear modulatio n p heno mena. We have al so analyzed t he effect of t he orientatio n of polarizer o n t he light intensit y , using t he met hod of Jo nes mat rix. Key Words elect ro2optical modulatio n ; half2wave voltage ; f requency do ubling
基于DSP的电光调制器最佳偏置点控制系统研究
基于DSP的电光调制器最佳偏置点控制系统研究目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................. II 第1章绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展现状 (1)1.2.1国外发展现状 (1)1.2.2国内发展现状 (2)1.3主要研究内容 (2)第2章光强度调制与光调制器 (4)2.1调制方式分类 (4)2.2电光效应 (6)2.3M-Z光强度调制器介绍 (7)2.3.1M-Z光强度调制器基本原理 (8)2.3.2光强度调制器的选择需要考虑的参数 (9)2.4M-Z光调制器最佳偏置点偏移现象 (11)2.5本章小结 (12)第3章最佳偏置点控制系统实现方案 (13)3.1常用的光调制器偏置点控制方法 (13)3.1.1直流分量分析法 (13)3.1.2扰动信号反馈分析法 (13)3.2闭环反馈控制原理 (14)3.3基于DSP的光调制器最佳偏置点控制方案设计 (14)3.3.1最佳偏置点控制系统理论分析 (14)3.3.2最佳偏置点控制系统的实现原理图 (17)3.4本章小结 (18)第4章最佳偏置点控制系统硬件整体设计 (19)4.1基于DSP的系统设计开发流程 (19)4.2控制系统总体结构设计 (19)4.3控制系统的硬件电路设计 (21)4.3.1光电探测电路设计 (21)4.3.2带通滤波器的设计 (22)4.3.3DSP处理器硬件开发 (23)4.3.4D/A转换电路 (27)4.3.5微扰信号发生电路 (28)III 万方数据4.3.6加法器电路 (29)4.3.7最佳偏置点控制系统硬件实物图 (30) 4.4本章小结 (31)第5章最佳偏置点控制系统的软件设计 (32) 5.1软件开发平台及设计流程 (32)5.2最佳偏置点控制系统主程序运行流程 (33) 5.3基于DSP的FIR数字低通滤波器设计 (33) 5.3.1FIR滤波器的基本工作原理 (33)5.3.2FIR数字低通滤波器的设计 (34)5.3.3FIR数字低通滤波器软件实现 (35)5.4基于DSP的基2FFT谐波分析设计 (36) 5.4.1基2FFT算法设计 (36)5.4.2序列倒序处理 (38)5.4.3DSP的基2FFT算法软件实现 (39)5.5基于DSP的数字PID控制器设计 (41) 5.5.1数字PID和模拟PID控制器 (41)5.5.2数字PID控制器设计原理 (42)5.5.3数字PID控制器的软件实现流程 (43) 5.5.4PID控制器的参数整定 (45)5.5.5数字PID控制器的测试验证 (46)5.6本章小结 (48)第6章系统实验测试结果及分析 (49)6.1实验系统搭建 (49)6.2工作点锁定测试 (49)6.3最佳偏置点控制系统性能测试 (51)6.3.1工作在Min点的性能测试 (51)6.3.2工作在+Quad点的性能测试 (52)6.4本章小结 (53)第7章总结与展望 (54)7.1总结 (54)7.2展望 (54)参考文献 (55)作者简介及科研成果 (57)致谢 (58)IV 万方数据第1章绪论第1章绪论现代社会是一个不断创新的信息化社会，随着社会的不断进步，关键领域的研究也有了新的进展。
电光调制器的设计与制造
电光调制器的设计与制造随着人类科技的不断发展，电子技术得到了极大的推动。
电子工程师们研究出了各种各样的电子器件，其中电光调制器是一种非常重要的器件。
那么，电光调制器的设计和制造又是怎样的过程呢？本文将详细介绍电光调制器的设计与制造。
一、电光调制器的概念及应用电光调制器是一种用于调制光信号的器件。
它能将电信号转化为光信号，使光信号的强度、频率、相位等性质发生变化，从而实现光通信、光测量、光控制等应用。
电光调制器广泛应用于通讯、光纤传感器、娱乐、医疗等领域，是交通、卫星通信、军事通信等领域必不可少的光电组件。
二、电光调制器的工作原理电光调制器的工作原理是将电信号转化为光信号。
电信号流经电极，在电极上产生电场，使光子的能量水平发生变化。
这种现象称为Pockels效应，它是使电光调制器工作的基础。
从制作电光调制器的角度出发，电光调制器的制造需要用到锂铌酸铁链（LiNbO3）这种材料。
这种材料在电流通过时能够发生Pockels效应，很好地实现了电光调制器的工作。
三、电光调制器的设计和制造需要遵循一定的步骤。
以下是电光调制器的设计与制造的具体过程：1. 设计器件的结构在设计器件结构时，需要综合考虑使用场合、波长范围、电极的材料、设计电极的尺寸和形状等一系列因素。
同时，为了能够使电极正确分布，还需要查阅相关材料和技术资料,以便正确设计电极的位置。
2. 选取适合的材料锂铌酸铁链是一种使用频率较高的电光材料，它有着良好的Pockels效应，并且稳定性和可靠性较高。
因此，在制造电光调制器时，要选用锂铌酸铁链作为主要材料。
3. 制造原型制造原型是电光调制器制造的重要一步。
在该步骤中，电光调制器可以使用两极射频反应（MEBT）工艺、电子束光刻技术等方法制成。
这些工艺可以使得电极、电性能和器件的尺寸得到较好的控制。
4. 测试和调试模型在制造出原型之后，需要对模型进行测试和调试。
主要是用特定的实验仪器和设备，来测试电光调制器的波长、最大功率、线性度、带宽以及其他参数。
电光调制器
电光调制器的原理要用激光作为传递信息的工具,首先要解决如何将传输信号加到激光辐射上去的问题,我们把信息加载于激光辐射的过程称为激光调制,把完成这一过程的装置称为激光调制器.由已调制的激光辐射还原出所加载信息的过程则称为解调.因为激光实际上只起到了"携带"低频信号的作用,所以称为载波,而起控制作用的低频信号是我们所需要的,称为调制信号,被调制的载波称为已调波或调制光.按调制的性质而言,激光调制与无线电波调制相类似,可以采用连续的调幅,调频,调相以及脉冲调制等形式,但激光调制多采用强度调制.强度调制是根据光载波电场振幅的平方比例于调制信号,使输出的激光辐射的强度按照调制信号的规律变化.激光调制之所以常采用强度调制形式,主要是因为光接收器一般都是直接地响应其所接受的光强度变化的缘故.激光调制的方法很多,如机械调制,电光调制,声光调制,磁光调制和电源调制等.其中电光调制器开关速度快,结构简单.因此,在激光调制技术及混合型光学双稳器件等方面有广泛的应用.电光调制根据所施加的电场方向的不同,可分为纵向电光调制和横向电光调制.利用纵向电光效应的调制,叫做纵向电光调制,利用横向电光效应的调制,叫做横向电光调制编辑本段电光调制器的应用在电通信系统中,原始率数字信号电平的峰－峰值只有0.8V。
因为数据率大于2.5Gb/s的铌酸锂调制器的半波电压（Vp）较高，故都需要用驱动器来推动调制器。
驱动器不仅要有很宽的工作频带，并且要能提供足够大的微波输出功率。
例如：对于10Gb/s、Vp＝5.5V的调制器，需要驱动器具有75KHz 到8GHz的工作频带及20dBm（100mW）的1dB输出功率。
制作率的驱动器是非常困难的，因此制作具有低Vp的调制器是很受欢迎的。
当然，也要求调制器有良好的其他性能，如低的光插入损耗、大的消光比、小的光反射损耗、弱的电反射损耗和合适的啁啾（chirp）参量。
电光调制器有很多用途。
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基于锁相放大器的电光调制器工作点放大
摘要：
关键词：
引言：基于光时域反射（OTDR）技术的分布式光纤传感系统不仅具有无电磁辐射、抗干扰能力强、化学稳定性好等优点，而且其传感元件仅为光纤，单端测量即可同时获得被测量在时间和空间上的分布状况，空间分辨率可以达到米量级。
相对于传统的电传感仪器，具有其自身独特的优势。
其中电光调制器EOM产生的光脉冲具有更快的上升沿，可以获得更高的空间分辨率，其消光比通常也比较高，可以达到30~40dB，且调制过程中无啁啾效应。
由于基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统常常需要达到米量级的空间分辨率，所以常采用EOM作为探测光脉冲的发生器。
然而EOM的工作点在长期工作时易发生漂移现象，从而引起探测光脉冲消光比的波动，降低传感系统的信噪比。
因此需要采用自动控制装置对EOM工作点进行锁定。
本文在分析EOM调制特性及传统EOM工作点锁定方法局限性的基础上，提出一种基于所想放大器反馈的EOM工作点控制方法，以期实现消光比高、稳定性好的光脉冲输出，降低EOM 工作点漂移对基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统性能的影响。
2 基于EOM的脉冲光调制原理
2.1 EOM的工作点选取
EOM 是利用某些晶体的电光效应对光信号进行调制的器件。
对一个典型的铌酸锂MZ 电光调制器来说，它的传递函数可以用公式（1）来描述[1]：
p=1
∗[1+cos(
π
∗Vbias+VRF+ψoffset]
其中，p是归一化的输出光功率，Vbias与VRF分别是给EOM加的直流偏置电压和射频调制电压；Vπ是EOM的半波电压，ψoffset是初始的偏移相位。
为EOM输出特性曲线漂移示意图，EOM光功率-电压传递函数曲线如图1中实线所示
2.2 现有的EOM工作点控制方法
目前常用的EOM工作点控制方法主要有三种：一种是基于PID算法的软件控制方法[2]，PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器现在仍然使用广泛，PID控制器的优点是简单易懂，使用中不需要精确的系统模型等先决条件。
PID控制器主要由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成，图2为PID控制系统的原理图
由于数字PID控制需要进行A/D和D/A转换并和计算机间进行通信，因此该方法时间特性比较差，常常达不到控制的效果。
第二种办法是基于“步进跟随”算法的反馈控制方法。