第一章电光调制与声光调制

调频 ：
总
相
位
： （
t）
=
t （
0
t ） d t + c
t
0 [ c k f a ( t ) ] d t c
t
c t 0 k f a ( t ) d t c
如 果 ： a (t ) A 0 c o s m t， 则
（ t ） = c t
t
0 k f A0 co s mtd t c
ct
k f A0 m
sin
mt
c
ct m f sin mt c
调 频 后 的 电 场 ： e (t) Ac co s( ct m f sin mt c )
2.频谱
调频和调相以后，总相位角按调制讯号的规律变化，激光的频率是时间的函 数。根据付里叶分析，它是许多不同频率波形之和。
调频和调相以后使总相位(t)变化——按调制信号的规律变。因
此两者可归为一类。两者的差别是实现方法不同。
调相：调制前 e(t)=Ac cos(ct c )
调制后 e(t)=Ac cos[ct c k a(t)] Ac cos (t)
其中（t）为总相位且有
(t )
d（t） dt
假设 a(t) A0 sin mt，则 e(t)=Ac cos(ct c k A0 sin mt) Ac cos(ct c m sin mt) m k A0为比例系数（弧度）
出功率。
G l
b. 调制器带宽受到谐振腔通带的限制
优 点： a.因为调制器和激光形成无关,不影响激光器的输出功率。 b.调制器的带宽不受谐振腔通带的限制，
缺 点：调制效率低。
三．振幅调制和强度调制
1.振幅调制（调幅） (1) 定义：以调制讯号去改变激光的振幅，使其振幅按调制讯号
的规律变化。ec(t)A ccos(ctc)
调制前： ec(t)A (t)co s(ct c)
A(t)AcKa(t)
调制后： a(t)A0cosmt －调制讯号
e ( t) ( A c K A 0 c o sm t) c o s (c t c )
(2)调制系数：振幅的最大增量与振幅的平均值之比。
振幅的最大值
Amax AcKA0
振幅的最小值 振幅的最大增量
以上面的为例:
e ( t) A c c o s (c t m fs i n m t c ) A c c o s (c t c ) c o s ( m fs i n m t) A c s i n (c t c ) s i n ( m fs i n m t)
Amin AcKA0 A A m a x A c A c A m in
由wk.baidu.comA＝KA0可得 vs400700m/s
m主要由K，A0决定，即比例系数K和调制讯号的振幅A0
对m的要求： m<1,保证调制信号在传输过程中
不畸变。 m≥1时，使调制信号失真。
m A Ac
(3)调幅波的频谱分析
a(t)A0cosmt e(t)Ac(1mcosmt)cos(ctc)
Ac[cos(ctc)mcosmtcos(ctc)] Accos(ctc)m 2Accos[(cm)tc]m 2Accos[(cm)tc]
调幅波含三个不同的频率 ：
第一项为调制前的激光振荡波（载频分量）
第二项激光频率和调制频率之和（边频分量）
第三项激光频率和调制频率之差 （边频分量）
2.强度调制
(1)定义:以调制信号去改变激光的光强，使光强按着调制信号 的规律变化的过程。
考虑经过光强调制以后，不失真，则平均光强选在 I0/2 。
设 a(t)A0sinmt ，则光强调制系数为
mp II00(2光 (光 强 强 最 平 大 均 增 值 量 ))K I0pA 20
调制后的光强为：I(t)I2 0(1m psinm t)co s2(ct c)
（2）对的mp要求
▪ mp <1，比较理想的光强调制公式
I(t) e2(t) Ac2 cos2(ct c) 瞬时光强
设Ac2 I0 常数 光强的最大值 当光强受到调制时，I0不再是常数，按调制信号的规律变化 I0 I（ 0 t）时间的函数 设调制信号为a(t),则I0(t) I0 Kpa(t) Kp是比例系数
则I(t) [I0 Kpa(t)]cos2(ct c)
定义：利用调制讯号去改变载波的某一参数，使其参数 按调制讯号的规律发生变化的过程。
从定义看出调制的含义：
1) 调制讯号：需要调制的信息需转化为电讯号，即调制讯号
2) 载
波：为传递信息附加的载体。载波一般用无线电波，光 波等，需要频率较高，而且频率固定。。
二．激光调制
1.激光调制：利用激光作为载波进行调制的过程。
第一章 激光调制 与偏转技术
第一章 激光调制与偏转技术
❖ 以调制为重点。对偏转技术不作重点要求。 主要讲以下几个问题。
一．调制基本概念 二．强度调制和振幅调制（定义，调制方法） 三．相位调制和频率调制（定义，调制方法） 四．激光偏转技术（简单）
1.1 概述
一、调制
1.目的：通过调制进行信息的传递。 2.调制：把信息加到载波的过程即调制。
1)单色性好。 2) 激光发散角小 3) 具有较好的时间相干性和空间相干性
2.调制器：完成激光调制的装置 3.调制的分类
1) 内调制：在激光形成过程中，以调制信号的规律去改变激光振荡的 某一参数。即用调制信号控制着激光的形成。
2) 外调制：把调制器放在激光器的外面
优 点：调制效率高。
缺 点：
a.由于调制器放在腔内，等于增加腔内的损耗,降低了输
▪ 要求 I2 0 1 m psin m tI0 波 形 不 失 真
在实际应用中，为了得到较强的抗干扰效果，往往利用二次 调制方式，即先将低频信号对一高频副载波进行频率调制，然 后再用这个已调频波对光载波进行强度调制，使光波按副载波 信号的变化而变化。这是因为在传输过程中，尽管大气感染波 会直接叠加到光信号波上，但经调节后，其信息是包含在调频 的副载波上，故其信息不会受到干扰，可以无失真地再现原来 的信息。
四．相位调制和频率调制（调相和调频)
1. 定义：以调制信号去改变激光振荡的相位（频率）， 使激光的相位（频率）按调制信号的规律变化的过程称 相位（频率）调制。
c常 数 (t) c kfa (t)
e(t)=Accos(ctc)
常 数 (t) cka (t)
调频 调相
总相位： （t）=ct