Читать «Квантовый оптоэлектронный генератор» онлайн - страница 13

В дальнейшем изложении мы рассмотрим ОЭГ с МИС, в котором модулятором в ОЭГ является оптический фазовый модулятор (или как принято его называть за рубежом — модулятор интенсивности) МЦ.

Модулятор МЦ представляет собой два оптических канала ОК₁ и ОК₂ в виде двух полосковых оптических волноводов, соединенных на входе и выходе оптическими Y—ответвителями (рис. 1.1а). Входной Y —ответвитель распределяет лазерное излучение с напряженностью электрической компоненты электромагнитного поля по этим двум оптическим каналам. В ОК₂ излучение с напряженностью электрической компоненты электромагнитного поля модулируется за счёт линейного электрооптического эффекта по оптической фазе СВЧ напряжением с выхода Ф входным радиочастотным сигналом. В ОК₁ излучение этой компоненты не модулируется. Групповое время задержки на выходе ОК₂ относительно входа МЦ зависит от мгновенного значения управляющего напряжения. На выходе ОК₁ время задержки сохраняется постоянным. Оптическое излучение с выходов ОК₁ и ОК₂ с напряженностями электрической компоненты электромагнитного поля, соответственно, и объединяются (складываются) в выходном X — ответвителе и поступают на вход одиночного световода ВОС, в котором задерживаются на групповое время и, пройдя через него, поступают на светочувствительную площадку фотодетектора ФД.

Таким образом, в общем случае ОЭГ представляет собой автоколебательную систему с диссипацией, в состав которой входит дисперсионная линия задержки. Но, учитывая, что для работы в малошумящих ОЭГ используются узкополосные лазеры с шириной спектральной линии 1 кГц…1 МГц, дисперсией оптического волокна при анализе ОЭГ пренебрегаем. Влияние дисперсии оптического волокна при использовании высокодисперсионных ОВ в ОЭГ рассмотрены в главе 6 настоящей диссертации.

При изменении ФЧХ ВОС, при вариации коэффициентов возбуждения оптических волокон разной длины, входящих в состав ВОЛЗ, А и B частота ОЭГ с ВОЛЗ изменяется. Автором предложены [116—118,146] и запатентованы новые способы управления радиочастотой ОЭГ с помощью оптических и оптоэлектронных методов [119—124].

1.2. Технические особенности и достоинства ОЭГ с внешней и прямой модуляцией в схемах с самогетеродинированием

ОЭГ можно подразделить по типу МИС — с лазерами, ширина полосы которых много меньше и много больше радиочастоты модуляции f. При выполнении условия при частотной или фазовой модуляции лазерного излучения ОЭГ является системой с когерентным фотогетеродинированием или разностным генератором. В таком разностном генераторе возможно осуществить режим самогетеродинирования оптического излучения при фотодетектировании и произвести эффективное подавлением шумов, имеющих электронную и оптическую природу. Физика выигрыша поясняется «очищением спектра» разностного от двух оптических гармоник продетектированного фотодетектором колебания также, как это происходит при традиционном гетеродинном приеме. Далее в одном из разделов этой главы физика этого эффекта в ОЭГ описана более подробно. Схемы построения ОЭГ различают по способу модуляции лазерного излучения и фотодетектированию. В ОЭГ с внешней модуляцией и с ПАМ используется фазовая и амплитудная (соответственно) модуляция лазерного излучения и последующее фотодетектирование, по крайней мере, двух оптических колебаний. Одно из оптических колебаний модулировано по фазе сигналом радиочастотной поднесущей. По способу фотодетектирования эти схемы относятся к схемам с гетеродинным фотодетектированием. В схемах традиционного гетеродинного фотодетектирования, использующихся в лазерной локации, при приеме внешнего оптического излучения модулированное по фазе (или частоте) колебание принимается посредством использования внешнего оптического генератора или гетеродина, оптические колебания которого поступают на светочувствительную площадку ФД вместе с внешним принимаемым оптическим колебанием. В ОЭГ с внешней и прямой модуляцией используется самогетеродинирование, то есть сбиваются на площадке фотодетектора два (или три) оптических колебания (или гармоники с частотами 1),,, или 2) с частотами,, которые поступают от одного КЛД.