Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 81

Мощность оптических колебаний определяется по формуле:

 - сечение вынужденного излучения перехода (3-2), а ;

 - площадь сечения активного элемента лазера;

 - вероятность накачки частиц с уровня 1 на уровень 2 через уровень 3, что эквивалентно отношению соответствующих мощностей накачки.

Существует четыре основных типа модуляции: амплитудная, частотная, фазовая, поляризационная, при которых изменяется соответственно амплитуда, частота, фаза и направление поляризации излучаемых колебаний. В оптическом диапазоне можно реализовать модуляцию любого из указанных типов, причем ее можно осуществлять либо внутри лазера (внутренняя модуляция), либо вне его (внешняя модуляция).

Амплитудная модуляция.

Рис. 5. Амплитудная характеристика лазера

и временная диаграмма мощности.

Генерация в лазере возникает при пороговой мощности накачки . С увеличением мощности накачки мощность излучения также возрастает, причем на некотором участке эта зависимость меняется. Поэтому, если подавать на лазер промодулированную мощность накачки, то мощность излучения также окажется промодулированной примерно по тому же закону.

Импульсная модуляция изменения добротности.

(Генерация гигантских импульсов)

На рисунке показана схема лазера, у которого одно из зеркал вращается.

Рис. 6. Эскиз конструкции импульсного модулятора.

В те моменты времени, когда плоскость левого зеркала вращается не перпендикулярно оси активной среды, генерация в лазере не наблюдается из-за отсутствия положительной обратной связи или, другими словами, из-за малой добротности, когда плоскость вращающегося зеркала оказывается перпендикулярной оси активной среды, добротность повышается и происходит генерация, которая имеет импульсный характер. Чтобы повысить степень инверсии необходимо на то время, пока она создается, «выключить» добротность (большую) и «включить» ее вновь тогда, когда инверсия уровней в активной среде достигает требуемой величины. Такие «выключения» и «включения» добротности осуществляются и в рассматриваемой схеме вращающихся зеркал.

Внешняя модуляция на основе эффекта Фарадея.

Поляризационный модулятор.

Рис. 7. Схема, поясняющая принцип работы поляризационного модулятора.

Схема модулятора, основанного на эффекте Фарадея, который позволяет менять направление плоскости поляризации волны по закону моделирующего тока. Вертикально поляризованная волна проходит через ферритовый стержень, помещенный в магнитное поле соленоида и потому ее вектор за счет эффекта Фарадея поворачивается по отношению к вертикальной оси на угол:

Оптический диапазон охватывает огромную по современным масштабам полосу частоты, в пределах которой можно разместить чрезвычайно большое количество каналов связи. По своим конструктивно-эксплуатационным свойствам ОЛС можно разделить на два основных вида:

1)  работающие открытым лучом;

2)  работающие по световодам.

Рис. 8. Структурная схема оптической линии связи.

КУ и ДКУ – кодер и декодер; ПЛ – п/п лазер; СВ – система возбуждения лазера; СУ – согласующее устройство; ФД - фотодиод; ИП – источник питания.

Особый интерес представляет использование ОКГ в бортовой локационной и навигационной аппаратуре космических кораблей и ракет. Перспективным является создание нового вида радиолокационного вооружения, основанного на применении высоких плотностей энергии и излучения.

Современный передатчик представляет собой сложный комплекс включающий генераторы, усилители, умножители, модуляторы, источники питания, систему охлаждения и т. п. Правильная и надежная эксплуатация обеспечивается специальными устройствами, объединенными в систему управления, блокировки и сигнализации (СУБС). Эта система осуществляет управление передатчиком (необходимую последовательность операций при его включении и выключении), блокировку (защиту от перегрузок, а также безопасность при работе операторов), сигнализацию о готовности передатчика к очередной операции, о режимах работы отдельных цепей и систем, о выходе из строя его отдельных частей.