Когерентные оптические системы связи.
Хоть какой фотоприемник регистрирует только усредненную по времени мощность принимаемого оптического сигнала, при всем этом информация о фазе и частоте падающей на фотоприемник световой волны теряется (вообщем, флуктуации фототока охарактеризовывают когерентные характеристики поглощенного излучения - эффект Брауна-Твисса). Перенос в фототок инфы о фазе и частоте падающего на фотоприемник света вероятен при когерентном фотодетектировании излучения, принцип которого аналогичен гетеродинному детектированию сигналов, обширно применяемому в радиотехнике.
При некогерентном фотодетектировании сигнал с выхода фотоприемника усиливается электрическим полосовым усилителем низких (по отношению к оптическим) частот с шириной полосы
Тут фотоприемник, в сути, регистрирует полную мощность света в границах ограниченной области интерференционной картины, образованной в итоге суперпозиции сигнального и когерентного ему опорного излучений. Если B1(t) моментальная амплитуда «сигнальной» световой волны в некой точке фотоприемника, равнаязависящий от времени фототок i(t) фотоприемника прямо пропорционален квадрату суммарной амплитуды оптического поля.
Подстановкой 158 и 159 в 160, и выполнив усреднение по времени (фотоприемник не реагирует на переменные сигналы с оптическими частотами), находим выражение которое обрисовывает переменный сигнал биений фототока на «промежуточной» (в определениях радиотехники) частоте f = vs - v0, который прямо зависит от амплитуд и фаз направляемых на фотодетектор сигналов. При f Ф 0 имеет место гетеродинное фотодетектирование, при f= 0 - гомодинное. Если мощность сигнала гетеродина намного больше мощности принимаемого оптического сигнала, другими словами A0 ff A1, отношение сигнал/шум на выходе электрического полосового усилителя с шириной полосы пропускания.
Ввиду малой, по сопоставлению с оптической частотой, величины промежной частоты f, также малой величиной B f, отношение сигнал/шум при когерентном приеме излучения (162) может значительно
превосходить аналогичное отношение при некогерентном фотодетектировании.
Когерентное фотодетектирование целенаправлено применять при приеме маломощных оптических сигналов; к примеру, для промежной частоты величиной f f 500МГц отношение сигнал/шум на выходе когерентного фотодетектора приблизительно на 20 дБ выше, чем при некогерентном детектировании этого же слабенького сигнала.
Амплитуда сигнала биений значительно зависит от пространственных критерий гетеродинирования - угла а пересечения предметного (1) и опорного (2) лучей, направляемых на фотоприемник.
При vs Ф v0 интерференционные полосы передвигаются относительно фотоприемника и наибольший сигнал биений регится при условии d ff D, где d - период интерференционных полос, D - размеры чувствительной поверхности фотоприемника. Период полос d связан с углом а пересечения лучей обычным соотношением.
Интерференционная картина появляется при суперпозиции взаимно-когерентных световых пучков схожей линейной поляризации, потому при когерентном фотодетектировании сигналов обязателен контроль состояния поляризации сигнального и опорного пучков света. В одномодовых когерентных ВОСПИ конкретно перед фотоприемником устанавливается линейный поляризатор или в оптической схеме гетеродинного фотодетектора употребляется особое (PM) оптоволокно с сохранением поляризации излучения.
При некогерентном фотодетектировании сигнал с выхода фотоприемника усиливается электрическим полосовым усилителем низких (по отношению к оптическим) частот с шириной полосы
Тут фотоприемник, в сути, регистрирует полную мощность света в границах ограниченной области интерференционной картины, образованной в итоге суперпозиции сигнального и когерентного ему опорного излучений. Если B1(t) моментальная амплитуда «сигнальной» световой волны в некой точке фотоприемника, равнаязависящий от времени фототок i(t) фотоприемника прямо пропорционален квадрату суммарной амплитуды оптического поля.
Подстановкой 158 и 159 в 160, и выполнив усреднение по времени (фотоприемник не реагирует на переменные сигналы с оптическими частотами), находим выражение которое обрисовывает переменный сигнал биений фототока на «промежуточной» (в определениях радиотехники) частоте f = vs - v0, который прямо зависит от амплитуд и фаз направляемых на фотодетектор сигналов. При f Ф 0 имеет место гетеродинное фотодетектирование, при f= 0 - гомодинное. Если мощность сигнала гетеродина намного больше мощности принимаемого оптического сигнала, другими словами A0 ff A1, отношение сигнал/шум на выходе электрического полосового усилителя с шириной полосы пропускания.
Ввиду малой, по сопоставлению с оптической частотой, величины промежной частоты f, также малой величиной B f, отношение сигнал/шум при когерентном приеме излучения (162) может значительно
превосходить аналогичное отношение при некогерентном фотодетектировании.
Когерентное фотодетектирование целенаправлено применять при приеме маломощных оптических сигналов; к примеру, для промежной частоты величиной f f 500МГц отношение сигнал/шум на выходе когерентного фотодетектора приблизительно на 20 дБ выше, чем при некогерентном детектировании этого же слабенького сигнала.
Амплитуда сигнала биений значительно зависит от пространственных критерий гетеродинирования - угла а пересечения предметного (1) и опорного (2) лучей, направляемых на фотоприемник.
При vs Ф v0 интерференционные полосы передвигаются относительно фотоприемника и наибольший сигнал биений регится при условии d ff D, где d - период интерференционных полос, D - размеры чувствительной поверхности фотоприемника. Период полос d связан с углом а пересечения лучей обычным соотношением.
Интерференционная картина появляется при суперпозиции взаимно-когерентных световых пучков схожей линейной поляризации, потому при когерентном фотодетектировании сигналов обязателен контроль состояния поляризации сигнального и опорного пучков света. В одномодовых когерентных ВОСПИ конкретно перед фотоприемником устанавливается линейный поляризатор или в оптической схеме гетеродинного фотодетектора употребляется особое (PM) оптоволокно с сохранением поляризации излучения.
<< В начало < Предыдущая 1 2 Следующая > В конец >>