设计性内容
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声光调制激光通信系统。当介质中有超声波传播时,介质中就存在着弹性应力或应变。由弹光效应可知,在弹力的作用下,介质的折射率就会发射相应的变化。因此光穿过此声介质后,就会发生衍射。声对光的衍射提供了一种控制光束频率,强度和传播方向的极为便当的方法,在激光调制、信息处理和激光通信中得到广泛应用。声对光的衍射现象按实验条件不同可分为拉曼—纳斯(Raman-Nath)衍射、布拉格(Bragg)衍射和过渡区衍射。如果入射光垂直于超声波传播方向通过声场,衍射光有很多级,中央为零级光,两边对称分布着1,2,3,…级衍射光,这是拉曼—纳斯衍射。如果通过声场时入射光与超声波波面成布拉格角,衍射光只有零级和正负一级,这是布拉格衍射。过渡区衍射是指入射光束以任意角度入射的声光衍射。此时的衍射有多级,但不同的介质其衍射光斑分布不同。
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图2.10-5所示,为由拉曼—纳斯声光调制器构成的激光光纤通信系统。驱动电源产生调制的电信号加在声光调制器的换能器(压电晶体)上,将电信号转变为声波的信号,在声光介质中形成声波场,声波场对入射激光进行调制,在激光形成的衍射斑中就携带了要传送的信息,调整光阑位置让零级衍射光斑透过,先用光电探测器直接接收光阑透过的光,并通过收录机放大可以信号的声音,再利用光纤耦合进行实验。
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图2.10-5声光调制激光通信实验系统 1.激光器 2. 声光调制器 3.信号调制器和驱动电源 4.光阑 5. 7. 光纤耦合器 8.光电探测器 9.收录机