第八章 光波调制 8.1光束的调制原理 8.2晶体中光的传播特性 8.3电光效应 8.4电光调制 8.5声光调制 8.6磁光调制
1 8.1 光束的调制原理 8.2 晶体中光的传播特性 8.3 电光效应 8.4 电光调制 8.5 声光调制 8.6 磁光调制 第八章 光波调制
3.1光束的调制原理 调制：将信息加载于激光的过程。 调制器：完成该过程的器件。 激光：载波；低频信号：控制信号。 光载波： @Q@Q 按调制的对象分类：强度调制、调幅、调频、调相 按调制器与激光器的关系分类（调制方法）： 内调制（直接调制）和外调制 2
2 3.1 光束的调制原理 调制：将信息加载于激光的过程。 调制器：完成该过程的器件。 激光：载波；低频信号：控制信号。 光载波： cos()( ) c cc = ω tAtE +ϕ 按调制的对象分类：强度调制、调幅、调频、调相 按调制器与激光器的关系分类（调制方法）： 内调制(直接调制)和外调制
8.1光束的调制原理 内调制：加载信号是在激光振荡过程中进行，用调制信号改 变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。 外调制：激光形成之后，在激光器光路上放置调制器，用调 制信号改变调制器的物理性能，当激光束通过调制器时，使光波 的某个参量受到调制。 电信号 电信号 输出调制光 光源 →输出调制光 光源 外调制器 u几 内调制示意图 外调制示意图 3
3 内调制：加载信号是在激光振荡过程中进行，用调制信号改 变激光器的振荡参数，从而改变激光器输出特性以实现调制。 外调制：激光形成之后，在激光器光路上放置调制器，用调 制信号改变调制器的物理性能，当激光束通过调制器时，使光波 的某个参量受到调制。 内调制示意图 外调制示意图 8.1 光束的调制原理 输出调制光 电信号 光源 输出调制光 电信号 光源 外调制器
振幅调制 振幅调制：载波的振幅随调制信号的规律而变化振荡。 调制信号： a(t)=Am cosomt (a) 光载波： E(t)=A.cos(@t+) 调幅波： 03 E(t)=4+A(@t+p)
4 振幅调制：载波的振幅随调制信号的规律而变化振荡。 调制信号： tAta m ω m = cos)( 调幅波： cos(]cos[)( ) mc m cc = + ω ω ttAAtE +ϕ cos()( ) c cc = ω tAtE +ϕ 光载波： 一 振幅调制
振幅调制 E(t)=[4 +A cosot]cos(@t+pe) =A.[1+ Am coso,,t]cos(@t+pe) =A[1+ma)cosomt]cos(@t+pe) ma= 调幅系数 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 ma=3 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
5 cos(]cos1[ ) cos(]cos1[ ) [)( cos(]cos ) c a m cc m cc c m c mc m cc ttmA tt A A A ttAAtE ϕωω ϕωω ω ω ϕ += + += + = + + 一 振幅调制 调幅系数
频率调制和相位调制 1.频率调制 光载波E(t)=Acos(0t+pe) 调制信号a(t)=4 cos0mt 调频： 0(t)=0。+△0(t)=0。+ 频率比例系数 调频波的总相角： V(t)=J@(t)dt+.=JI@.+kya(t)dt+0:=@t+Jkya(t)di+ 调频波： E0=4cosa1+4in01+,） 6
6 二 频率调制和相位调制 光载波 = c cos()( ω tAtE + ϕ cc ) 调制信号 = m cos)( ω mtAta 调频： 调频波的总相角： 调频波： t)( )( takt )( ω = ω c + Δ ω = ω + fc 频率比例系数 cos()( cm )sin m mf c c t Ak tAtE ϕω ω = ω + + 1.频率调制 ψ ∫ dttt c ∫ ωϕω +=+= fc ωϕ +=+ ∫ fcc dttaktdttak + ϕc )]([)()( )(
二 频率调制和相位调制 1.频率调制 0.2 调频波： d E(t)=A.cos(@t+ sino,t+p) 7
7 调频波： cos()( cm )sin m mf c c t Ak tAtE ϕω ω = ω + + 二 频率调制和相位调制 1.频率调制
二 频率调制和相位调制 1.频率调制 调频系数 E(t)=A.cos kAsim+g)=Acosu+@sia,/+） mf=50/元 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 t mf仁25/π 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 t 8
8 二 频率调制和相位调制 1.频率调制 cos()( cos()sin cmfcccm )sin m mf cc tmtAt Ak tAtE ϕωωϕω ω ω += ++=+ 调频系数
二 频率调制和相位调制 2.相位调制 光载波：E(t)=Acos(0t+P) 调制信号：a(t)=4 coS0m1 调相： p=p。+△p(t)=0。+ 相位比例系数 调相波的总相角： V(t)=@t+kAm cosont+po 调相波： E(t)=A cos(@t+k A coso) 9
9 二 频率调制和相位调制 2.相位调制 光载波： = c cos()( ω tAtE + ϕ cc ) 调制信号： 调相： 调相波的总相角： 调相波： )( takt )( ϕ = ϕc + Δϕ = ωc + ϕ = m cos)( ω mtAta 相位比例系数 c m cm ψ )( = ω + ϕ cos ω tAktt + ϕ cos()( cos ) c c m cm = ω + ϕ ω tAktAtE + ϕ
三 强度调制 强度调制：光载波的强度（光强）随调制信号规律变化的激光振荡。 0.5 光束强度：光波电场的平方 I(1)=E2(t)=A2 cos2(@t+) 强度调制的光强： h I() +ka(cos't) 10
10 三 强度调制 强度调制：光载波的强度(光强)随调制信号规律变化的激光振荡。 光束强度：光波电场的平方 )(cos)()( 2 22c cc == tAtEtI + ϕω 强度调制的光强： )(cos)](1[ 2 )( 2 2 p cc c ttak A tI += +ϕω