强度调制
强度调制器调制带宽
强度调制器调制带宽一、工作原理强度调制器是利用半导体材料的半导体光栅效应来实现光信号的调制。
当光信号通过半导体材料时，光子会激发出电子和空穴对，形成载流子。
当外加一定电场时，载流子会受到电场力的作用而移动，从而改变半导体的折射率，引起光信号的传播速度和强度的变化。
通过调节外加电场的强度和频率，可以实现光信号的调制。
二、分类强度调制器主要分为两种类型：电调制器和光调制器。
1. 电调制器：电调制器是利用电场调制光信号的强度的器件。
它通常由半导体材料制成，通过在半导体材料上施加电场来调节其折射率和吸收率，从而改变光信号的传播速度和强度。
电调制器具有调制速度快、调制深度大、功耗低等优点，广泛应用于光通信系统中。
2. 光调制器：光调制器是利用光场调制光信号的强度的器件。
它通常采用非线性光学效应或光栅效应来实现光信号的调制。
光调制器具有调制速度快、调制深度大、紧凑型、低功耗等优点，适用于光通信、光传感等领域。
三、应用强度调制器广泛应用于光通信、光传感、激光雷达、生物医学等领域。
具体应用如下：1. 光通信：在光通信系统中，强度调制器被用于调制和解调光信号，实现光信号的传输和处理。
它可以提高光信号的传输速度、距离和带宽，保证光通信系统的性能和可靠性。
2. 光传感：在光传感系统中，强度调制器可以用于信号的调制和解调，实现光信号的采集和处理。
利用强度调制器可以实现高灵敏度、高分辨率的光传感系统，广泛应用于环境监测、气体检测、生物检测等领域。
3. 激光雷达：在激光雷达系统中，强度调制器可以用于调制激光信号，实现距离和速度的测量。
通过强度调制器可以提高激光雷达系统的测量精度和分辨率，广泛应用于地质勘探、环境检测、无人驾驶等领域。
4. 生物医学：在生物医学领域，强度调制器可以用于光谱分析、病灶检测、光疗等应用。
利用强度调制器可以实现对生物组织的高分辨率成像和治疗，提高医学诊断和治疗的效率和精度。
四、发展趋势随着光通信和光传感技术的不断发展，强度调制器也在不断创新和改进。
光通信系统的强度调制
第一章 绪论１、光通信系统的强度调制、直接检测含义。
强度调制是在发送端用所传的电信号去改变光信号的强度；直接检测是指在接收端用光检测器把调制的光波变为原来的电信号。
２、光纤的主要特性是什么？损耗和色散３、什么是色散？光纤的色散是指光纤中不同频率成分和不同模式成分传输速度不同而引起信号散开的现象。
４、什么是色散频移光纤？常规光纤的零色散波长在 1.3μm 。
将零色散波长由 1.3μm 移到 1.5μm ，就得到色散频移光纤。
５、光纤通信的优点。
频带宽，信息容量大；损耗低，传输距离长；体积小，重量轻，便于敷设 ；抗干扰性好，保密性强、使用安全；材料资源丰富。
第四章 光无源元件１、光无源元件按结构形式可分为哪三种类型？体块型光无源元件：用分立元件组成的。
全光纤型光无源元件：全部用光纤做成。
光波导型光无源器件：用平面或带状介质光波导构成的。
２、光纤连接有哪几种形式？永久性连接－熔接；活动连接－可拆装活动接头；半永久性连接３、光损耗计算式中各符号的意义是什么？ 传输系数：T = P R ，耦合损耗： L (dB ) = -10lg T = 10lg P TP T P RP T - 输入光纤发出的光功率；P R - 输出光纤接收的光功率 ４、引起光纤损耗的原因是什么？一是相互连接的两光纤参数，如芯径、折射率指数的不匹配；一是由于光纤的耦合不完善、有缺陷。
如两光纤端面之间有间隙，有横向位移；两光纤轴倾斜成角度；光纤端面不平整。
５、对光纤连接器的基本要求插入损耗小、插拔方便、重复性好、互换性好、价格低廉６、光纤连接器的形式对接耦合式：将两光纤直接连接，由光纤插针和插座两主要部分组成；透镜耦合式：在两耦合光纤之间加一对透镜，光纤端面置于两透镜的焦点上o７、光耦合器的作用；画出2 2 定向耦合器结构图将光信号进行分路与分路。
８、波导耦合器的工作原理建立在横向耦合基础上。
当两波导极为靠近时，将会通过消失场进行能量交换，产生两波导之间的耦合。
信息光学中的光源的调制及解调技术
信息光学中的光源的调制及解调技术信息光学是一门研究利用光进行信息传输、处理和存储的学科。
在信息光学中，光源的调制及解调技术是至关重要的一部分，它主要解决如何将信息有效地转换为光信号以及如何从光信号中提取出有效信息的问题。
一、光源的调制技术光源的调制技术是指如何将模拟或数字信息转换为光信号的过程。
光源的调制技术包括强度调制、频率调制和相位调制等几种常见的技术。
1. 强度调制强度调制是最常用的光源调制技术之一。
它通过改变光源的光强来传递信息。
在强度调制中，信号的高低对应着光源的亮度的变化。
一种常见的强度调制技术是脉冲振幅调制（PAM），它通过调整光的脉冲振幅来表示信息。
2. 频率调制频率调制是光源调制中的另一种常见技术。
它通过改变光源的频率来传递信息。
在频率调制中，信号的高低对应着光的频率的变化。
频率调制的一种常见技术是脉冲频率调制（PFM），它通过改变脉冲的频率来传递信息。
3. 相位调制相位调制是一种将信息转换为光信号的常见技术。
它通过改变光源的相位来传递信息。
在相位调制中，信号的高低对应着光的相位的变化。
相位调制的一种常见技术是二进制相移键控（BPSK），它通过改变光的相位来表示二进制信息。
二、光源的解调技术光源的解调技术是指如何从光信号中提取出有效信息的过程。
光源的解调技术也包括强度解调、频率解调和相位解调等几种常见的技术。
1. 强度解调强度解调是从强度调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过对光信号的强度进行测量来还原原始信息。
在强度解调中，常用的技术包括光电二极管和光敏电阻等。
2. 频率解调频率解调是从频率调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过测量光信号的频率来还原原始信息。
在频率解调中，常用的技术包括光谱分析和带通滤波等。
3. 相位解调相位解调是从相位调制光信号中提取信息的一种常见技术。
它通过测量光信号的相位来还原原始信息。
在相位解调中，常用的技术包括相位比较器和相位锁定环等。
综上所述，信息光学中的光源的调制及解调技术在光通信、光存储和光计算等领域具有重要应用。
强度调制器和相位调制器
强度调制器（Intensity Modulator，简称IM）和相位调制器（Phase Modulator，简称PM）是光通信系统中常用的调制器。
它们的作用都是对光信号进行调制，以便在光纤或空气中传输，并通过解调器进行解调。
强度调制器（IM）：强度调制器是通过改变光信号的强度来调制光信号的。
它通常是由电光效应器件构成，如锂钽酸盐（LiTaO3）晶体、锂硒酸盐（LiNbO3）晶体等。
当输入的电信号改变时，电光效应器件会引起光强度的变化，从而对光信号进行调制。
强度调制器主要用于电视信号和数字通信等需要调制光的强度的应用。
相位调制器（PM）：相位调制器是通过改变光信号的相位来调制光信号的。
它通常是由压电晶体、光纤、电光效应晶体等器件构成。
当输入的电信号改变时，相位调制器会改变光信号的相位，从而对光信号进行调制。
相位调制器主要用于模拟调制信号和高速光通信等需要调制光的相位的应用。
总体而言，强度调制器和相位调制器在应用和调制原理上有一定区别。
强度调制器主要用于调制光的强度，适合于需要调制光的强度的应用；而相位调制器主要用于调制光的相位，适合于需要调制光的相位的应用。
在光通信系统中，强度调制器和相位调制器通常会结合使用，以实现更高效的调制和解调过程。
强度调制光电流谱(imps)
强度调制光电流谱（IMPS）是一种用于研究材料光电性能的重要技术，它可以提供关于材料光电转换效率、载流子传输速率和光反应动力学的重要信息。
IMPS技术的原理是利用光源对样品施加不同的光强度，然后测量样品产生的光电流随时间的变化，从而得到光电流谱。
IMPS 技术在太阳能电池、光催化和光电器件等领域具有广泛的应用。
1. IMPS技术原理IMPS技术是基于强度调制光谱（IMS）的，IMS是一种通过调制光源的光强度来测量样品光电流的技术。
在IMPS实验中，通常使用脉冲光源或者交流光源对样品进行光照，然后使用锁相放大器来测量样品的光电流。
通过调制光源的光强度，可以得到样品的光电流随时间的变化曲线，从而得到光电流谱。
根据不同的调制频率，可以得到不同频率下的光电流谱，从而得到样品的光电特性参数。
2. IMPS技术应用IMPS技术可以用于研究太阳能电池的光电性能，通过测量不同光强度下的光电流谱，可以得到太阳能电池的光电转换效率、载流子传输速率和光反应动力学等重要参数。
IMPS技术还可以用于研究光催化材料的性能，通过测量光催化材料在不同光强度下的光电流谱，可以得到光催化材料的光吸收能力、电子传输速率和光生电荷分离效率等重要参数。
IMPS技术还可以用于研究光电器件的性能，如光电探测器、光电传感器等。
3. IMPS技术优势IMPS技术具有许多优势，IMPS技术可以在较短的时间内得到样品的光电流谱，因此可以快速了解样品的光电性能。
IMPS技术可以通过调制光源的光强度来得到样品的光电流谱，因此可以得到不同光强度下的光电性能参数，这对于研究材料的光电性能非常重要。
另外，IMPS 技术还可以在室温下进行实验，不需要复杂的实验条件，因此具有较高的实用性。
4. IMPS技术发展IMPS技术自问世以来，得到了广泛的应用和发展。
随着光电子学、纳米材料和能源材料的发展，对材料光电性能研究的需求越来越大，因此IMPS技术在科研领域具有重要的地位。
第四章 强度调制型光纤传感器2.
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
甲烷是易爆气体，也是多种液体燃料的主要成分，同时也 被认为是温室效应最重要的气体之一，据报导甲烷吸收红外线 能力是一氧化碳的15~30倍，占据整个温室贡献量的15%。
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
组成
发射光纤、受待测量控制的可动光闸和接收光纤
调制原理
在发送光纤和接收光纤之间加入一定形式的受待 测量控制的可动光闸，对进入接收光纤的光束产 生一定程度的遮挡，产生光强度调制，进而实现 测量。
光闸形式
固体材料、液体、遮光片、光栅、码盘、待测 物体本身等。
通常发送光纤不动， 而接收光纤可以作横向 位移、纵向位移或转动, 实现对发射光纤与接受 光纤之间偶和效率的调 制，改变光电探测器所 接受的光强度，从而实 现对位移(或角位移)、 压力、振动、温度等物 理量的测量。
第四章 强度调制型光纤传感器
4.3 透射式强度调制
优点：结构简单
不足：灵敏度低、动态范围小
透射式– 振动 、位移等
*缺点：需要精密机械调整和固定装置
反射式
* 无需精密调整装置
第四章 强度调制型光纤传感器
4.4 光模式强度调制
传感头：多模光纤 机理：芯模 包层模 类型：光模式强度调制
最小可测位移：0.01nm；动态范围：110dB 可测压力、水声等
第四章 强度调制型光纤传感器
检测生产流水线上瓶盖及商标
第四章 强度调制型光纤传感器
电光调制器强度调制器相位调制器EOM原理
• 根据电光晶体材料的不同，可分为KDP晶体，铌 酸锂EOM，硝基苯EOM，锂铌酸钾EOM； • 根据所用电光效应的不同也可分类，若电光材料 折射率与调制电压呈线性关系，即称为线性电光 效应（泡克尔斯效应），如KDP晶体，铌酸锂； 若电光材料的折射率与调制电压的二次方成正比， 即克尔效应，如硝基苯，锂铌酸钾； • 另外，此处还需介绍EAM，电吸收调制器，一种 和铌酸锂波导调制器一样应用广泛的调制器，属 于是内调制器，主要用于和半导体激光器集成， 体积小，功耗低，驱动电压低，但传输性能比 EOM稍差，比直接调制的半导体激光器稍好，多 用于中短距离传输，发展前途较好。
• 根据调制参量的不同，可以分为相位调制器和强度调制器。
相位调制器 相位调制器是电光波导调制器中最简单的器件，选择合适的晶体取向以 切，表示的是基片取向， 便获得最大电光系数 r33（为获得最大调制深度，一般取 Z方向为电场方 如z切，即表示晶体的z 向），选取合适的波导和电极结构，然后在调制电压信号的作用下，电 轴垂直于晶体光滑表面， 光晶体的折射率发生相应的改变，晶体中o光和e光经过不同的光程，产 生附加相位。 如下图所示，电场分量沿水平方向（x切y晶体）或者垂直方向（y切x晶体） 加在铌酸锂基片上，光波导传输的模式应为TE模（水平偏振），即晶 体中的e光。产生的附加相位为 n L 2L n V G
强度调制原理
强度调制原理
强度调制原理是一种调制技术，通过改变信号的幅度来传输信息。
它被广泛应用于电信领域，如无线通信和光纤通信。
在强度调制中，原始信号被编码为电流或光强的变动。
这种变动可以用来表示二进制数字，声音或图像等信息。
在强度调制中，调制信号（也称为基带信号）和载波信号相互作用，从而产生一个新的信号，称为调制信号。
调制信号的幅度取决于基带信号的幅度。
这样，基带信号中的信息就被嵌入到调制信号中，可以通过解调过程来还原原始的基带信号。
一种常见的强度调制技术是脉冲振幅调制（PAM）。
在PAM 中，基带信号是一系列脉冲，其幅度表示数字信息。
调制过程涉及将基带信号直接放大并添加到载波信号上。
载波信号在传输过程中的强度变化反映了原始信息。
另一种常用的强度调制技术是脉冲编码调制（PCM）。
在这种方法中，基带信号被数字化并编码为一系列脉冲。
每个脉冲对应一个特定的数字值。
这些脉冲被调制到载波信号上，并在接收端进行解调和解码，以还原出原始的基带信息。
强度调制原理的关键在于调制和解调方法。
调制方法可以确定如何将基带信号嵌入到载波信号中。
常用的调制方法包括幅度移键调制（ASK）、幅度调制（AM）和脉冲编码调制（PCM）。
解调方法用于从调制信号中提取出原始信息。
常用的解调方法包括包络检波、相干检波和解码。
强度调制原理在通信系统中起着至关重要的作用。
它允许高效地传输数字信息，并在传输过程中提供一定的抗干扰性能。
此外，强度调制也可以应用于其他领域，如光学传感器和医学成像等。
电光调制器工作原理是什么
电光调制器工作原理是什么————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电光强度调制器的设计一、电光强度调制利用晶体的电光效应，即某些晶体在外加电场的作用下，其折射率将发生变化，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变，可控制光在传播过程中的强度。
强度调制是使光载波的强度(光强)随调制信号规律变化的激光振荡，如图下图所示。
光束调制多采用强度调制形式，这是因为接收器一般都是直接响应其所接收的光强变化。
1、电光强度调制装置示意图及原理它由两块偏振方向垂直的偏正片及其间放置的一块单轴电光晶体组成，偏振片的通振方向分别与x,y轴平行。
根据晶体光学原理，在电光晶体上沿z 轴方向加电场后，由电光效应产生的感应双折射轴'x 和'y 分别与x,y 轴成45°角。
设'x 为快轴，'y 为慢轴，若某时刻加在电光晶体上的电压为V ，入射到晶体的在x 方向上的线偏振激光电矢量振幅为E ，则分解到快轴'x 和慢轴'y 上的电矢量振幅为'x E ='y E =E/2。
同时，沿'x 和'y 方向振动的两线偏振光之间产生如下式表示的相位差V 63302γμλδπ=0μ-晶体在未加电场之前的折射率63γ-单轴晶体的线性电光系数，又称泡克尔系数从晶体中出射的两线偏振光在通过通振方向与y 轴平行的偏振片检偏，产生的光振幅如下图分别为y E x'、y E y'，则有y E x'=y E y'=E/2，其相互间的相位差为()πδ+。
此二振动的合振幅为()()()δδπδcos 121cos 2141cos 22222''2'2'2'-=-+=+++=E E E E E E E E E y y y x y y y x因光强与振幅的平方成正比，所以通过检偏器的光强可以写成令比例系数为1：2sin 2sin 20222'δδI E E I ===即 V I I λγπμ633020sin= 显然，当晶体所加电压V 是一个变化的信号电压时，通过检偏器的光强也随之变化。
强度调制机理
• 2.赛格纳克光纤干涉仪 • 激光器输出的光由分束器分为反射和透射两部分， 这两束光由反射镜的反射形成传播方向相反的闭 合光路，然后在分束器上会合，被送入光探测器 中，同时也有一部分返回激光器。在这种干涉仪 中，把任何一块反射镜在垂直方向上移动，两光 束的光程变化都是相同的。因此，根据光束干涉 原理，在光探测器上探测不到干涉光强的变化。
• 光纤传感器技被测对象的不同、又可分为 光纤温度传感器、光纤位移传感器、光纤 浓度传感器、光纤电流传感器、光纤流速 传感器等。
5.2 强度调制机理
• 强度调制光纤传感器的基本原理是待测物 理量引起光纤中的传输光光强变化，通过 • 检测光强的变化实现对待测量的测量。一 恒定光源发出的强度为 Pi的光注入传惑 头．在传感头内，光在被测信号的作用下 其强度发生变化，即受到了外场的调制， 使得输出光强Po的包络线与被测信号的形 状一样，光电探测器测出的输出电流
第 5 章 光纤传感技术
5.1 引言
5.2 强度调制机理
5.3 相位调制机理
5.4 光纤位移传感器
5.5 光纤表面粗糙度传感器
5.6 光纤加速度传感器
பைடு நூலகம்
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5.1 引言
光纤传感技术是伴随着光通信技术的发展而逐步形成的。
在光通信系统中，光纤被用作远距离传输光波信号的媒质。
显然，在这类应用中，光纤传输的光信号受外界干扰越小越 好。但是，在实际的光传输过程中，光纤易受外界环境因素
5.2.1 反射式强度调制
• 这是一种非功能型光纤传感器，光纤本身只起传 光作用。这里光纤分为两部分，即输入光纤和输 出光纤，亦可称为发送光纤和接收光纤。这种传 感器的调制机理是输人光纤将光源的光射向被测 物体表面，再从被测面反射到另一根输出光纤中， 其光强的大小随被测表面与光纤间的距离而变化。 在距光纤端面d的位置放有反光物体——平面反射 镜，它垂直于输入和输出光纤轴移动，故在平面 反射镜之后相距d处形成一个输入光纤的虚像。
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tion depth. In these conditions, we observe sharp resonance frequencies originating from interferences between carrier and sideband wavelengths. From these data, we obtain accurate and reproducible values for the chirp parameter and the dispersion. A. C h i v Parameter Light chirping is a parasitic property of intensity modulated light. It originates in light emitters that produce a phase shift as the intensity is varied. The electric field of the light wave is written
E
=
I. INTRODUCTION INCE the introduction of Er-doped fiber amplifier in optical fiber transmission systems at 1.55 p m , fiber loss is no longer considered a limiting factor. Dispersion D of optical fibers and chirp parameter (Y of light emitters are the parameters that actually set an upper limit to the product bit rate squared length, B2Lmax transmission of systems [1]-[3]. Much work has been done lately to produce low-chirp light emitters: low-chirp directly modulated lasers [41, [51, LiNbO, Mach-Zehnder modulator [3], electroabsorption modulators [6], [7] or monolithically integrated devices such as DFB-laser modulator [8], DBR-laser modulator [91, laser-amplifier [lo]. Most measurement methods of chirp are indirect. For instance, differential absorption spectra allows to find the chirp parameter of electroabsorption modulator via KramersKronig relations [111. But light chirping is intrinsic to intensity modulation and, as such, should be measured directly from the emitted light characteristics. The sideband-to-carrier ratio measurement of chirped light spectra is a direct method that can be used for most types of external modulators of directly modulated lasers [123, [13]. This method, however, does not give the sign of the chirp parameter. Another direct method is to observe the broadening of a pulse propagating in a fiber [141. Chirp is then given by time-domain measurements. A major drawback of the method is that it requires measurements with many different lengths of optical fiber. In this paper, we propose a simple and fast method to measure low chirp parameters in the - 10-to-10 range. Measurements are performed in the frequency domain with small modulaManuscript received September 1992; revised April 27, 1993. This work was supported in part by the EEC under the RACE 2006WELCOME Project. F. Devaux is with CNET, BP 107,92225 Bagneux Cedex, France. Y. Sorel and J. F. Kerdiles are with CNET, BP 20, 22301 Lannion Cedex, France. IEEE Log Number 9211156.
F. Devaux, Y. Sorel, and J. F. Kerdiles
Abstract-We report a novel method to measure two important parameters for optical fiber Intensity Modulated transmission systems: dispersion of optical fibers and chirp parameter of modulated light emitters. The method is easy, quick, and accurate for chirp parameter in the - 10-to-10 range.
ff 61 64 = 21
Note that the definition assumes small-signal conditions. a also depends on I, through bias voltage or current. In this paper we will use an electroabsorption modulator for the measurements [16]. In that case the chirp parameter is the derivative of the n versus k curve, where n and k are, respectively, the real and imaginary parts of the modal index of the electroabsorption waveguide [151:
ag dN
ff
= --
(4)
where N is the carrier density and g the modal gain. The minus sign takes into account the fact that the modal gain
0 1993 IEEE
0733-8724/93$03.00
JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 11, NO. 12, DECEMBER 1993
1937
Simple Measurement of Fiber Dispersion and of Chirp Parameter of Intensity Modulated Light Emitter
dn a=-
dk
(3)
*
Equation (2) is also valid for a laser if the adiabatic term -the one which produces a static wavelength shift-is neglected [17]. In that case, CY is given by dn dN
1938
JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 11, NO. 12, DECEMBER 1993
can be viewed as minus the modal imaginary index of eq. (3). 11. DESCRIFTION THE SETUP OF The network analyzer of Fig. 1 measures the small-signal frequency response of a light emitter, a dispersive medium and a light receiver. An HP8703 network analyzer was used with a 0.13-20 GHz frequency span. The microwave power source was set to 5 dBm. The intensity modulated light emitter was an external modulator with a non-modulated DFB laser. This was either the LiNbO, Mach-Zehnder modulator of the HP8703 or an electroabsorption modulator [16]. The light receiver is a fast photodiode within the HP8703. The dispersive medium is 36 km to 401 km of standard, single-mode fiber (zero dispersion at 1.3 pm) from Sumitorno and Er-doped fiber amplifiers pumped at 0.98 pm. In order to cancel in the frequency response the bandwidth contributions of the light emitter and receiver, a frequency response is first recorded without the dispersive medium. All subsequent frequency responses with the dispersive medium are then divided by this reference curve. A typical result is shown in Fig. 2 for an electroabsorption modulator reverse-biased at 2.5 V and with 105 km of fiber. Resonance frequencies are observed as sharp peaks in the frequency response.