Основы построения оптических систем передачи. Источники оптического излучения для систем передачи. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона. Волоконно-оптические системы с солитонной передачей, страница 2

4. Что представляет собой резонатор Фабри-Перо и какие он имеет характеристики?

Резонатор Фабри-Перо представляет собой объемный резонатор открытого типа. Конструкция резонатора состоит из 2-х параллельных зеркал находящихся друг от друга на расстоянии L кратном λ/2, между зеркалами располагается источник оптического излучения, оптическая ось которого расположена перпендикулярно плоскости зеркал. Характеристиками резонатора яв-ся длина резонатора и добротность.

5. Как устроен полупроводниковый гетеролазер с резонатором Фабри-Перо и как формирует когерентное излучение?

В гетеролазере имеется двойной слой различных по свойствам полупроводников прилегающих к активному слою. При протекании тока больше порогового, такой режим прибора наз-ся лазерной генерацией. При протекании тока накачки в активной области возникает спонтанное излучение. Активная область излучает фотоны во все стороны, и часть их покидает прибор через полупрозрачные зеркала. Часть фотонов отражается обратно и проходит строго в плоскости активного слоя к противоположному зеркалу. Сталкиваясь с возбужденными атомами, они отдают им кванты энергии и вызывают вынужденную рекомбинацию электронов и дырок, и вновь появляются фотоны, которые будут согласованы между собой и вызвавшими их фотонами.

6. Каким образом в лазерах достигается одномодовый режим генерации?

Одномодовый режим генерации в полупроводниковых лазерах достигается изменением конструкции прибора. Например, в лазере РОС положительная обратная связь возникает благодаря распределенной структуре под названием « гофр ».

7. Что показывает диаграмма направленности излучения светодиода и лазера?

Диаграмма направленности показывает, что у лазере более узкий спектр излучения, чем у светодиодов, что объясняется оптической когерентностью излучения лазера.

8. Какими факторами определяется величина мощности оптического излучения, вводимого от источника в стекловолокно?

Факторами определяющими мощность оптического излучения вводимого от источника в световолокно является: критический угол ввода, коэффициент рассеивания от неоднородностей поверхности раздела сред, потерями в самом световоде и чувствительностью приемника на противоположной стороне оптической секции ретрансляции.

9. Каким образом формируется и направляется излучение в атмосферных системах передачи?

При помощи системы расширения в направлении приемника посылается расширенный световой пучек. Если расходимость пучка меньше 0,1 мрад, то требуемая точность наведения будет предъявлять жесткие требования к системе управления лучем и механической стабильности передатчика и приемника.

10. Как согласуются источники излучения с волоконными световодами?

Источники излучения согласуются с волоконными световодами при помощи линз имеющих различную форму.

Раздел 3.

 Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона.

1.Что такое модуляция?

Перенос низкочастотного сигнала в область высоких частот наз-ся модуляцией.

2. В чем состоит принципиальное отличие  прямой и внешней модуляций оптического излучения?

 При прямой модуляции сигнал действует на источник излучения непосредственно. При внешней модуляции сигнал действует на изменение параметров среды через которую проходит световой луч.

3. В чем заключается сущность прямой модуляции в схемах с полупроводниковыми источниками оптического излучения?

Выходное излучение полупроводникового источника оптического излучения можно непосредственно модулировать изменением тока накачки (инжекции у светодиодов или объема резонатора лазера, так чтобы получить модуляцию мощности излучения или оптической частоты или импульсную модуляцию). При модуляции интенсивности выбирается линейный участок ватт- амперной хар-ки излучателя.

4. Почему полоса частот при прямой модуляции ограничена?

Полоса частот при прямой модуляции ограничена верхней частотой около 5ГГц (2,5- 5,0Гбит/с), что обусловлено конечным временем жизни носителей зарядов и фотонов в средах преобразования.

5. Почему происходит искажение сигналов при прямой модуляции?

Допустимый коэффициент модуляции М доходит до 90%, но уже при такой величине М появляются нелинейные искажения, которые обусловлены  особенностью ватт- амперной хар-ки излучателя. Ватт- амперная хар-ка излучателя зависит от температуры кристалла.