Перо и как формируется когерентное излучение в нём?

Ответ:

Каким образом в лазерах достигается одномодовый режим генерации?

Ответ: Таким образом, лазер не обязательно генерирует на одной частоте, чаще наоборот, генерация происходит одновременно на нескольких типах колебаний, для которых усиление больше потерь в резонаторе. Для того чтобы лазер работал на одной частоте (в одномодовом режиме), необходимо, как правило, принимать специальные меры (например, увеличить потери, как это показано на рис. 7) или изменить расстояние между зеркалами так, чтобы усиливалась только одна мода. Так как линии генерации в основном определяются собственными частотами оптического резонатора, стабильность газового лазера будет определяться стбильностью резонатора, т.е. неподвижностью зеркал. Для регулировки положения зеркал испоьзуют явления магнитострикции стержней или пьезокерамические пластины на зеркалах.

НОДАР

1 Почему и какими средствами стабилизируют температурный режим

работы лазера?

Ответ: Стабилизация температурного режима работы лазера.

Изменение температурного режима приводит к увеличению потерь и шумов. Поэтому необходимо стабилизировать температурный режим. Приведем некоторые способы:

Рисунок 3.1 - Система стабилизации температуры. 1 - аналоговая схема стабилизации, 2 - стабилизируемый контур п/п лазера.

Рисунок 3.2 - Система контроля температуры с обратной связью.

2 Как можно перестроить длину волны излучения одномодового лазера?

Ответ: Обратная связь в лазере РОС осуществляется за счёт брэгговского рассеяния волн на гофре, который представляет собой фазовую дифракционную решетку с очень высокой разрешающей способностью, являющейся “распределённым резонатором”. Качественная картина этого процесса состоит в следующем. Волна, распространяющаяся в активном слое справа влево, испытывает частичные отражения от гофра, в результате чего образуются дифрагированные волны, распространяющиеся в противоположном направлении, т.е. слева направо.

При этом волна, распространяющаяся вправо, ослабевает в направлении к левому краю, т.к. её энергия перекачивается в волну противоположного направления, интенсивность которой возрастает при сложении отраженных волн в фазе.

Т.о. электромагнитное поле в резонаторе РОС можно представить в виде двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях.

Перестройка длины волны излучения одномодового лазера производится при помощи изменения ориентации или температуры нелинейного кристалла.

3 Что показывает диаграмма направленности излучения светодиода и

лазера?

Ответ: Диаграмма направленности излучения показывает распределение энергии излучения в пространстве.

4 Чем согласуют источники излучения с волоконными световодами и

атмосферой?

Ответ: В открытых (атмосферных) оптических системах связи основная сложность состоит в изменчивости атмосферной прозрачности и рефракции оптического луча. Таким образом, осуществить строгую фокусировку луча от передатчика к приемнику не представляется возможным. Для того, чтобы получить максимальную мощность в приемном устройстве, необходимо учесть не только направленные свойства источника излучения (лазера, светодиода), но и апертуру приемника, дифракционные искажения при выводе излучения в атмосферу, рефракцию и поглощение в атмосфере и согласующих устройствах.

В плоскости приемной апертуры должно формироваться изображение излучаемой мощности от передатчика. Для этого используется система расширения светового коллимированного пучка. Это уменьшает расходимость, обусловленную дифракцией света.

Рисунок 3.3 - Расширитель пучка, используемый для уменьшения его расходимости

Благодаря расширителю пучка получены угловые расходимости лазерного излучения в пределах ¸ мрад при мощности передатчика от до и дальности передачи от до

5 Что такое модуляция?

Ответ: Модуляция - это изменение параметров оптической несущей по закону информационного колебания.

6 В чем состоит принципиальное отличие прямой и внешней модуляций

оптического излучения?

Ответ: Внешняя модуляция основана на изменении параметров излучения (интенсивности, поляризации и других) при прохождении светового луча через какую-либо среду. Прямая модуляция, иногда называемая непосредственной, предполагает воздействие модулирующего сигнала на источник оптического излучения.

7 В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с

полупроводниковыми источниками оптического излучения (СИД и ППЛ)?

Ответ: Изменение мощности излучения может происходить импульсно или по закону сигнала с непрерывным во времени изменением, как показано на рисунке 4.1. Непрерывные (аналоговые) сигналы при модуляции могут искажаться. Поэтому при модуляции интенсивности выбирается линейный участок ваттамперной характеристики излучателя. Достижимой является величина М до , но при этом начинают проявляться нелинейные искажения. Для их оценки и нормирования применяется степенная аппроксимация.

Рисунок 4.1 - Прямая модуляция со смещением

8 Чем ограничена полоса частот при прямой модуляции СИД и ППЛ?

Ответ: Полоса частот ограничена спадом АЧХ.

Полоса частот при прямой модуляции имеет ограничение по верхней частоте. У светоизлучающего диода частота, выше которой обнаруживается резкое снижение мощности модулированного сигнала, определяется временем жизни инжектированных носителей заряда в активном слое.

У полупроводниковых лазеров ограниченная верхняя частота определяется спонтанным временем жизни фотона в активном слое внутри резонатора.

9 Почему происходит искажение сигналов при прямой модуляции СИД и

Ответ: Искажение сигнала происходит из-за нелинейных искажений, причиной которых является нелинейность ватт-амперной характеристики модулятора на рабочем участке

Изменение мощности излучения может происходить импульсно или по закону сигнала с непрерывным во времени изменением, как показано на рисунке для ваттамперной характеристики ППЛ.

Непрерывные (аналоговые) сигналы при модуляции могут искажаться. Поэтому при модуляции интенсивности выбирается линейный участок ваттамперной характеристики излучателя. Достижимой является величина М до 90%, но при этом начинают проявляться нелинейные искажения. Для их оценки и нормирования применяется степенная аппроксимация.

При попадании сигнала на нелинейные участки сквозной характеристики, возникают нелинейные искажения.

10 Чем отличаются модуляционные характеристики схем с ППЛ и СИД?

Ответ: АЧХ СИД и ППЛ

Рисунок 4.2 -Частотная характеристика модуляции СИД

Реальная полоса частот модуляции СИД зависит от конструкции прибора и, как правило, не превышает 100 МГц.

Рисунок 4.3 - Частотные характеристики модуляции ППЛ

СЕРЕЖА

Поиск по сайту: