Читать «Квантовый оптоэлектронный генератор» онлайн - страница 22

.Рис.1.5 Эквивалентная схема автогенератора ОАГ ВОЛЗ.

Рис.1.13. Эквивалентная электрическая схема автогенератора ОЭГ с выделением лазера ОКГ и радиочастотной части генератора.

Эквивалентная электрическая схема автогенератора ОЭГ с выделением лазера ОКГ и радиочастотной части генератора (РЧГ) ОЭГ представлена на рис.1.5. На этой схеме также выделены линейная часть (ЛЧ) активного элемента АЭ и ВОЛЗ и показаны нелинейные источники токов АЭ. Для изучения частотных, амплитудных зависимостей и временных зависимостей ОЭГ в главе 2 используется математическая модель ВОЛЗ, в которой ВОЛЗ заменяется четырехполюсником с входной проводимостью равной входной проводимости модулятора Маха-Цендера (для схемы с внешней модуляцией излучения КЛД) или входной проводимости КЛД (для схемы с прямой модуляцией), выходной проводимостью равной проводимости фотодетектора ФД и коэффициентом передачи ВОЛЗ. Более сложная математическая модель, представляющая лазер полуклассическими уравнениями, учитывающая фазовые шумы оптического излучения лазера и их преобразование в радиочастотный фазовый шум ОЭГ рассмотрена в главе 6 настоящей работы.

1.9. Современные элементы оптоэлектронного генератора: лазер, оптическое волокно и фотодетектор

Использование в качестве лазера в ОАГ наноструктурного квантоворазмерного лазерного диода КЛД приводит к качественно новым свойствам оптоэлектронного генератора. За счет «квантования зон в переходе», как показано в главе 3, изменяется качество оптического излучения: более чем в 100 раз снижается уровень шумовой спонтанной эмиссии, из-за чего существенно снижаются фазовые и амплитудные шумы лазера, уменьшается ширина линии оптического излучения с нескольких ГГц до нескольких кГц. Кроме того, сужается диаграмма направленности излучения, и улучшаются поляризационные характеристики.

В таблице №1.1 и на рис. 1.10 указаны экспериментальные данные характеристик основных современных оптических резонаторов [63,161]. Как показано в таблице №1.1, наибольшей добротностью обладают дисковые резонаторы Q=8*10⁹ SiO₂ Q=8*10¹⁵ CaF₂. К их недостаткам относятся малый коэффициент ввода при стандартных условиях (менее 5% оптической мощности) и низкий порог оптической мощности, при которой начинают проявляться оптические нелинейные эффекты и большая температурная зависимость характеристик резонатора.

Наибольшей привлекательностью в лазерных системах получили резонаторы на оптических распределенных решетках Брега (FBR), для которых получено значения добротности Q=1,2*10⁷. При использовании в системе фазовой подстройки оптической частоты лазера в качестве оптического дискриминатора ячейки Брега (при шаге решетки 100 нм) и при длине ячейки дискриминатора 34мм, реализована узкополосное излучение КЛД с полушириной резонансного пика 15МГц.