PC偏振控制器、锁模激光器技术、AOM声光调制器、相位噪声、锁相环、光耦合器类型
1、PC 偏振控制器
（1）什么叫做偏振光？polarized light
光是一種電磁波，電磁波是橫波，它具有偏振性，具有偏振性的光則稱為偏振光。
具體體現：
振動的方向和光前進的方向構成了振動面
對于一般光源發出來的光（自然光），他的振動面不是固定在一個方向，而是在各各方向均勻分布，把自然光透過偏振片，偏振片有一個偏振化方向，偏振片能讓平行于偏振化方向的振動通過，垂直的都被濾掉（吸收掉）了，然后透過偏振片的光，就叫做偏振光。
?把第一個偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢查。旋轉P2，當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時，偏振光可順利通過，這時在P2的后面有較亮的光。當P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能通過，在P2后面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為“檢偏器”
關于波晶片是拿來干什么的
（2）波晶片
能使O光和e光產生相位差的玻璃器件
3、相位噪聲
單頻激光器的輸出并不是嚴格的單色光，還存在相位噪聲。這導致激光器輸出具有有限的線寬。鎖模激光器中的頻率部分也同樣存在，即輻射的頻率梳。
（1）鎖模激光器是什么？?
光纖激光器：以半導體激光器為泵浦源，摻雜光纖為增益介質。因其輸出功率高(泵浦能量低)，重復頻率高[通過利用群速度色散（GVD)和非線性自相位調制(SPM),能產生接近傅里葉變換極限的光孤子脈沖]，成本低，低損耗(在1.55um處損耗已降為0.22dB/km)，光束質量好(光束衍射倍率因子M^2<1.05),體積小(無需水冷散熱裝置)，壽命長等優勢而被廣泛應用。于是將鎖模技術與光纖激光器相結合形成了鎖模光纖激光器。
補充：F-P諧振腔是最簡單的諧振腔，由兩塊具有一定反射率的平行平板構成的。光線在兩個平面鏡直接來回反射，使光束在整個工作物質中來回振蕩，不聚焦的特點在高功率激光器中不易擊穿或者損壞光學元件。能通過改變諧振腔長度來調節所產生激光的模式（即選模）
? ? ? ? ? ?增益帶寬指的是能夠進行增益的頻譜寬度。也就是從多少納米的信號到多少納米的信號這個區間內都能獲得增益
? 激光產生的原理：
（1）產生激光的條件：粒子數反轉和增益大于損耗
（2）激光產生裝置必不可少的部分：激勵（或抽運、泵浦）源、具有亞穩態能級的工作介質
泵浦源的作用是對激光工作物質進行激勵，將激活粒子從基態抽運到高能級，以實現粒子數反轉。激勵方式有光學激勵（光泵浦）、電激勵、化學激勵和核能激勵等。
工作介質具有亞穩能級是使受激輻射占主導地位，從而實現光放大。增益介質(即激光工作物質)，是指：實現粒子數反轉，產生光的受激輻射放大，有時也稱為激光增益媒質。
粒子數反轉（population inversion）：
正常的熱平衡狀態下粒子數分布滿足玻耳茲曼分布律，是不可能出現粒子數反轉分布的，一般要采用適當的激勵，破壞熱平衡狀態，構造粒子數反轉分布。如果采用適當的激勵，破壞熱平衡狀態，使高能態粒子數多于低能態粒子數，即Δ=N2-N1>0，就說實現了粒子數反轉，Δ稱反轉粒子數。在通常情況下，處于低能級E1的原子數大于處于高能級E2的原子數，這種情況得不到激光。為了得到激光，就必須使高能級E2上的原子數目大于低能級E1上的原子數目，因為E2上的原子多，發生受激輻射，使光增強（也叫做光放大）
綜合考慮摻雜光纖的增益帶寬，振蕩閾值和F-P諧振腔的振蕩模式選擇，光纖中將產生有限個振幅不等的縱模(縱模間距相同)。I為幅值 ，v為頻率? ?其結果如圖所示：
?其各個縱模之間相位無關系，總的輸出光強為所有縱模電矢量的加和，其最終結果導致振幅呈非周期，無規律波動，此時稱為多模自由振蕩模式，沒有什么實用價值。?
如果我們通過某些方法使得各個相鄰縱模之間的相位差為一定值（此時得到的縱模輸出為鎖模模式），我們可以得到總的電矢量為:
?
?我們可以得到，脈沖周期為光在諧振腔類往返一次的時間的倒數，脈寬近似為振蕩線寬的倒數(稍小于增益線寬),其輸出峰值功率是多模自由振蕩模式平均功率的2M+1倍。綜述所述，我們可以通過鎖模來得到高峰值功率，窄脈寬的周期光脈沖
什么叫做震蕩線寬？？？后續還有鎖模的分類?詳情可以看這篇文章
鎖模光纖激光器基礎研究_faust_cao的博客-CSDN博客_鎖模光纖激光器
定量描述相位噪聲?
相位噪聲可以定量表示為功率譜密度的相位微分（求導），單位為rad2/Hz?（或者簡單的寫為?Hz?1，因為弧度是無量綱的）。功率譜密度在頻率為0時通常是發散的，因此不能得出從頻率為0積分的均方根值。?相位噪聲與頻率噪聲有直接關系，因為瞬時頻率是相位對時間的微分值。例如，白頻率噪聲對應于功率譜密度?Sφ(f)?≈?1?/?f2時的相位噪聲。?
G(f)就是能量譜密度。P(f)就是定義的功率譜密度
測量相位噪聲?
相位噪聲測量通常采用記錄PD探測的激光器的拍頻來得到。另外還可以測量輸出激光器與其自身通過一長段光纖后產生時間延時后的激光之間的拍頻（參閱自外差線寬測量）。
相位噪聲與時間抖動的對比?
有時會混淆鎖模激光器中的光相位噪聲和時間抖動，因為時間抖動也可以看做是一種相位噪聲，即一個脈沖周期的變化等價于相位變化為2π。為了避免混淆，對應的相位噪聲可以被稱作“定時相位噪聲”。鎖模激光器輻射的頻率梳中也存在相位噪聲。?
?石英玻璃光導纖維的優點是損耗低,當光波長為1.0～1.7μm(約1.4μm附近)，損耗只有1dB/km，在1.55μm處最低，只有0.2dB/km
光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm)，中 間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，最外是加強用的樹脂涂層
?
?（使用光耦合器可以實現不同分路比的功率分配）
?光調制器AOM
?光電子系統一個共同的特點，就是使用光來傳遞信息。所謂的廣播的調制，其實就是把要傳遞的信息加載到光波上的過程。
把信息加載到光波上的方法有很多，根據加載位置可以分為兩類：內調制和外調制
內調制：用電信號去調制光源的驅動電源，主要用于光通訊。
外調制：直接對光波進行調制，主要用于光傳感。（這里主要介紹這個）
外調制是指發光器和調制器是分開設立的，即在激光形成后，在激光器外的光路上放置調制器，當激光通過調制器時，改變激光的強度、頻率、相位等參數
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?AOM下面標的的頻率是這個AOM的中心頻率，進行左右頻譜搬移。
鎖相環介紹? ?phase locked loop??
鎖定相位的環路，實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，即輸入信號頻率變化，輸出也能跟著變化，達到鎖定狀態時輸入信號和輸出信號頻率相等，存在固定的相位差。
鑒相器用來鑒別輸入信號Ui與輸出信號Uo之間的相位差，并輸出誤差電壓Ud。Ud 中的噪聲和干擾成分被低通性質的環路濾波器濾除，形成壓控振蕩器（VCO）的控制電壓Uc。Uc作用于壓控振蕩器的結果是把它的輸出振蕩頻率fo拉向環路輸入信號頻率fi ，當二者相等時，環路被鎖定 ，稱為入鎖。維持鎖定的直流控制電壓由鑒相器提供，因此鑒相器的兩個輸入信號間留有一定的相位差。
主要有VCO（壓控振蕩器）和PLL IC （鎖相環集成電路）。
壓控振蕩器給出一個信號，一部分作為輸出，另一部分通過分頻與PLL IC所產生的本振信號作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發生改變，如果有相位差的變化，則PLL IC的電壓輸出端的電壓發生變化，去控制VCO，直到相位差恢復，達到鎖相的目的。能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號保持確定關系的閉環電子電路。
當鎖相環開始工作時，輸入參考信號的頻率 fi 與壓控振蕩器的固有振蕩頻率 fo 總是不相同的。這固有頻率差必然引起它們之間的相位差不斷變化，并不斷跨越2π 角。由于鑒相器特性是以相位差2π 為周期的，因此鑒相器輸出的誤差電壓總是在某一范圍內擺動。這個誤差電壓通過環路
濾波器變成控制電壓加到壓控振蕩器上，使壓控振蕩器的頻率 fo趨向 于參考信號的頻率 fi ，直到壓控振蕩器的頻率變化到與輸入參考信號的頻率相等，并滿足一定條件，環路就在這個頻率上穩定下來。兩個頻率之間的相位差不隨時間變化而是一個恒定的常數，這時環路就進入“鎖定”狀態。
??當環路已處于鎖定狀態時，如果輸入參考信號的頻率和相位發生變化，通過環路的控制作用，壓控振蕩器的頻率和相位能不斷跟蹤輸入參考信號頻率的變化而變化，使環路重新進入鎖定狀態，這種動態過程稱為環路的“跟蹤”過程。而環路不處于鎖定和跟蹤狀態，這個動態過程稱為“失鎖”過程。
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總結
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