レーザー変调の原理と特性

レーザー変調は、変調の搬送波としてレーザーを使用するプロセスです。レーザー優れた時間的コヒーレンスと空間コヒーレンスを備えています。 それはラジオ波に似ており、変調が容易であり、光波の周波数は非常に高く、情報を送信する能力は非常に大きい。 さらに、レーザービームは発散角が小さく、光エネルギーが集中しており、長距離を透過することができ、秘密にするのが簡単です。 レーザー変調は、内部変調と外部変調に分けることができます。 特定レーザービーム変調方法には、電気光学変調、音響光学変調、磁気光学変調、直接変調などが含まれます。

レーザー変調分類

まず、モジュレータとレーザーの相対関係に応じて、レーザー変調は内部変調と外部変調に分けることができます。 内部変調とは、ロードされた変調信号がレーザー発振の過程で実行され、発振パラメータが変調信号の法則に従って変更されることを意味します。レーザー出力特性を変更し、変調の目的を達成するように。 外部変調とは、レーザーが形成された後に変調信号をロードすることを指します。つまり、モジュレータはレーザーキャビティの外側に配置されます。モジュレータの物理的特性を位相変化させるために、モジュレータに変調信号電圧が追加されます。 レーザーがそれを通過するとき、それは変調されます。 したがって、外部変調は、レーザーパラメータを変更するのではなく、出力レーザーのパラメータ (強度、周波数など) を変更することです。 外部変調は最も重要な変調方法の1つです。 第二に、動作メカニズムによれば、それらは主に電気光学変調、音響光学変調、磁気光学変調、および直接変調 (電力変調とも呼ばれます) を含みます。 第三に、振幅変調、周波数変調、位相変調、強度変調に分けることができます。

レーザー変調の原理

情報を送信するツールとしてレーザーを使用して、まずレーザー放射に情報信号をロードする方法、つまりレーザー変調を解決する必要があります。 たとえば、レーザーによって送信された音声情報はレーザーにロードされ、レーザーは特定の伝送チャネル (大気、光ファイバー、など) 、受信機はロードされた音声情報を抽出して、通話の目的を完了します。 その中で、レーザーは搬送波と呼ばれるので、送信される情報は変調信号と呼ばれます。 レーザー光波の電界強度はであり、ここで、ACは振幅、縦位相角、WCは角周波数、位相角です。 レーザーには振幅、周波数、位相、強度などのパラメータがあるため、そのパラメータの1つが変調信号の法則に従って変化する場合、レーザーは、情報を「運ぶ」目的を達成するために信号によって変調されます。

レーザー変調特性

第一に、単色性は良好である。 レーザーによって放出される光の波長分布範囲は狭いので、色は非常に純粋です。 レーザーの単色性は他の単色光源のそれよりはるかに強いです。 良好な単色性は、フィルタリングを容易にし、信号対雑音比を改善することができる。 材料加工では、異なる材料の吸収スペクトルが異なり、レーザーの単色性が吸収の深さと分布をうまく制御できます。 材料は選択的に処理し、制御することができる。 単色光は、光学設計においてはるかに便利である。 分散差はなく、単色性が優れているほど、対応する波長または周波数はより安定しています。

第二に、それは良好な時間的および空間的コヒーレンスを有する。 レーザーは普通の光とは非常に異なります。 その周波数は非常に単純なので、レーザーから放出される光は、ステップごとに同じ方向に伝播することができる。 それらは、エネルギーを高度に集中させ、高コヒーレンスと呼ばれる光ファイバーに送るために、レンズで点に収束させることができます。 光ファイバー通信に使用される半導体レーザーの量は非常にsモールは、通常の水晶三極のそれに似ています。 その光パワーは一般に大きすぎず、通常はわずか数ミリワットです。 そのエネルギーが非常に集中している場合、それは光ファイバに容易に結合することができる。 これは、光ファイバ通信の中継距離を増加させ、通信品質を向上させるために非常に重要である。 レーザーの指向性は、他のすべての光源の指向性よりもはるかに優れています。 それはほとんど平行線のビームです。 通常の光源は常にすべての方向に放射します。これは照明として必要です。 しかし、この光を一点に集中させるには、ほとんどのエネルギーが無駄になり、効率が非常に低くなります。 半導体レーザーによって放出される光の大部分は非常に集中しており、ファイバーの端面に入るのは簡単です。