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(xiàn)：
振動(dòng)的方向和光前進(jìn)的方向構(gòu)成了振動(dòng)面
對(duì)于一般光源發(fā)出來的光（自然光），他的振動(dòng)面不是固定在一個(gè)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(gè)偏振化方向，偏振片能讓平行于偏振化方向的振動(dòng)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(gè)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(zhuǎn)P2，當(dāng)它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時(shí)，偏振光可順利通過，這時(shí)在P2的后面有較亮的光。當(dāng)P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時(shí)，偏振光不能通過，在P2后面也變暗。第二個(gè)偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為“檢偏器”
關(guān)于波晶片是拿來干什么的
（2）波晶片
能使O光和e光產(chǎn)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(yán)格的單色光，還存在相位噪聲。這導(dǎo)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(dǎo)體激光器為泵浦源，摻雜光纖為增益介質(zhì)。因其輸出功率高(泵浦能量低)，重復(fù)頻率高[通過利用群速度色散（GVD)和非線性自相位調(diào)制(SPM),能產(chǎn)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(zhì)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(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。于是將鎖模技術(shù)與光纖激光器相結(jié)合形成了鎖模光纖激光器。
補(bǔ)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(gòu)成的。光線在兩個(gè)平面鏡直接來回反射，使光束在整個(gè)工作物質(zhì)中來回振蕩，不聚焦的特點(diǎn)在高功率激光器中不易擊穿或者損壞光學(xué)元件。能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模）
? ? ? ? ? ?增益帶寬指的是能夠進(jìn)行增益的頻譜寬度。也就是從多少納米的信號(hào)到多少納米的信號(hào)這個(gè)區(qū)間內(nèi)都能獲得增益
? 激光產(chǎn)生的原理：
（1）產(chǎn)生激光的條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大于損耗
（2）激光產(chǎn)生裝置必不可少的部分：激勵(lì)（或抽運(yùn)、泵浦）源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的工作介質(zhì)
泵浦源的作用是對(duì)激光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)，將激活粒子從基態(tài)抽運(yùn)到高能級(jí)，以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。激勵(lì)方式有光學(xué)激勵(lì)（光泵浦）、電激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)和核能激勵(lì)等。
工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級(jí)是使受激輻射占主導(dǎo)地位，從而實(shí)現(xiàn)光放大。增益介質(zhì)(即激光工作物質(zhì))，是指：實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生光的受激輻射放大，有時(shí)也稱為激光增益媒質(zhì)。
粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（population inversion）：
正常的熱平衡狀態(tài)下粒子數(shù)分布滿足玻耳茲曼分布律，是不可能出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的，一般要采用適當(dāng)?shù)募?lì)，破壞熱平衡狀態(tài)，構(gòu)造粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。如果采用適當(dāng)?shù)募?lì)，破壞熱平衡狀態(tài)，使高能態(tài)粒子數(shù)多于低能態(tài)粒子數(shù)，即Δ=N2-N1>0，就說實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，Δ稱反轉(zhuǎn)粒子數(shù)。在通常情況下，處于低能級(jí)E1的原子數(shù)大于處于高能級(jí)E2的原子數(shù)，這種情況得不到激光。為了得到激光，就必須使高能級(jí)E2上的原子數(shù)目大于低能級(jí)E1上的原子數(shù)目，因?yàn)镋2上的原子多，發(fā)生受激輻射，使光增強(qiáng)（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(chǎn)生有限個(gè)振幅不等的縱模(縱模間距相同)。I為幅值 ，v為頻率? ?其結(jié)果如圖所示：
?其各個(gè)縱模之間相位無關(guān)系，總的輸出光強(qiáng)為所有縱模電矢量的加和，其最終結(jié)果導(dǎo)致振幅呈非周期，無規(guī)律波動(dòng)，此時(shí)稱為多模自由振蕩模式，沒有什么實(shí)用價(jià)值。?
如果我們通過某些方法使得各個(gè)相鄰縱模之間的相位差為一定值（此時(shí)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(shí)間的倒數(shù)，脈寬近似為振蕩線寬的倒數(shù)(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(xù)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(chǔ)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(dǎo)），單位為rad2/Hz?（或者簡單的寫為?Hz?1，因?yàn)榛《仁菬o量綱的）。功率譜密度在頻率為0時(shí)通常是發(fā)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(guān)系，因?yàn)樗矔r(shí)頻率是相位對(duì)時(shí)間的微分值。例如，白頻率噪聲對(duì)應(yīng)于功率譜密度?Sφ(f)?≈?1?/?f2時(shí)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(cè)量相位噪聲?
相位噪聲測(cè)量通常采用記錄PD探測(cè)的激光器的拍頻來得到。另外還可以測(cè)量輸出激光器與其自身通過一長段光纖后產(chǎn)生時(shí)間延時(shí)后的激光之間的拍頻（參閱自外差線寬測(cè)量）。
相位噪聲與時(shí)間抖動(dòng)的對(duì)比?
有時(shí)會(huì)混淆鎖模激光器中的光相位噪聲和時(shí)間抖動(dòng)，因?yàn)闀r(shí)間抖動(dòng)也可以看做是一種相位噪聲，即一個(gè)脈沖周期的變化等價(jià)于相位變化為2π。為了避免混淆，對(duì)應(yīng)的相位噪聲可以被稱作“定時(shí)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(dǎo)纖維的優(yōu)點(diǎn)是損耗低,當(dāng)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(qiáng)用的樹脂涂層
?
?（使用光耦合器可以實(shí)現(xiàn)不同分路比的功率分配）
?光調(diào)制器AOM
?光電子系統(tǒng)一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是使用光來傳遞信息。所謂的廣播的調(diào)制，其實(shí)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(jù)加載位置可以分為兩類：內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制
內(nèi)調(diào)制：用電信號(hào)去調(diào)制光源的驅(qū)動(dòng)電源，主要用于光通訊。
外調(diào)制：直接對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制，主要用于光傳感。（這里主要介紹這個(gè)）
外調(diào)制是指發(fā)光器和調(diào)制器是分開設(shè)立的，即在激光形成后，在激光器外的光路上放置調(diào)制器，當(dāng)激光通過調(diào)制器時(shí)，改變激光的強(qiáng)度、頻率、相位等參數(shù)
?
?AOM下面標(biāo)的的頻率是這個(gè)AOM的中心頻率，進(jìn)行左右頻譜搬移。
鎖相環(huán)介紹? ?phase locked loop??
鎖定相位的環(huán)路，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率對(duì)輸入信號(hào)頻率的自動(dòng)跟蹤，即輸入信號(hào)頻率變化，輸出也能跟著變化，達(dá)到鎖定狀態(tài)時(shí)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)頻率相等，存在固定的相位差。
鑒相器用來鑒別輸入信號(hào)Ui與輸出信號(hào)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(zhì)的環(huán)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(jié)果是把它的輸出振蕩頻率fo拉向環(huán)路輸入信號(hào)頻率fi ，當(dāng)二者相等時(shí)，環(huán)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(gè)輸入信號(hào)間留有一定的相位差。
主要有VCO（壓控振蕩器）和PLL IC （鎖相環(huán)集成電路）。
壓控振蕩器給出一個(gè)信號(hào)，一部分作為輸出，另一部分通過分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發(fā)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(fā)生變化，去控制VCO，直到相位差恢復(fù)，達(dá)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(hào)保持確定關(guān)系的閉環(huán)電子電路。
當(dāng)鎖相環(huán)開始工作時(shí)，輸入?yún)⒖夹盘?hào)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(nèi)擺動(dòng)。這個(gè)誤差電壓通過環(huán)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(hào)的頻率 fi ，直到壓控振蕩器的頻率變化到與輸入?yún)⒖夹盘?hào)的頻率相等，并滿足一定條件，環(huán)路就在這個(gè)頻率上穩(wěn)定下來。兩個(gè)頻率之間的相位差不隨時(shí)間變化而是一個(gè)恒定的常數(shù)，這時(shí)環(huán)路就進(jìn)入“鎖定”狀態(tài)。
??當(dāng)環(huán)路已處于鎖定狀態(tài)時(shí)，如果輸入?yún)⒖夹盘?hào)的頻率和相位發(fā)生變化，通過環(huán)路的控制作用，壓控振蕩器的頻率和相位能不斷跟蹤輸入?yún)⒖夹盘?hào)頻率的變化而變化，使環(huán)路重新進(jìn)入鎖定狀態(tài)，這種動(dòng)態(tài)過程稱為環(huán)路的“跟蹤”過程。而環(huán)路不處于鎖定和跟蹤狀態(tài)，這個(gè)動(dòng)態(tài)過程稱為“失鎖”過程。
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的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、光耦合器类型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： （计算机组成原理）RISC与CISC的区
- 下一篇： 03 | 词法分析程序与有穷自动机