Модулация на светлината - Физическа енциклопедия
МОДУЛИРАНЕ НА СВЕТЛИНАТА (модулация на оптичното лъчение) - промяна съгласно даден закон във времето на амплитудата (интензивността), честотата, фазата или поляризацията на оптичните трептения. радиация. Използва се за управление на светлинни лъчи с цел предаване на информация с помощта на оптика. сигнали или за образуване на светлинни потоци с дефинирани. параметри. В зависимост от това коя характеристика подлежи на промяна, разграничете амплитуда, фаза, честота или поляризация М. c. За излъчване на видимия и близкия инфрачервен диапазон (10 14 -8. 10 14 Hz) са възможни честоти на модулация с горна граница до 10 11 - 10 12 Hz. Естествен М. c. възниква, когато светлината се излъчва от елементарни емитери (атоми, йони); независимостта на излъчването на фотони от такива излъчватели и разликата в честотата на последните води до факта, че излъчването съдържа набор от честоти и се колебае в амплитуда, т.е.модулира се амплитудно-честотно. Естествено честота М. с. също се случва в случай на нееластично разсейване на светлина от вътремолекулни вибрации (вж. Раманово разсейване на светлината) и от еластични вълни в кондензатори. среди (вж. разсейване на Манделщам - Брилуен). И в двата случая разсеяната светлина съдържа честоти, различни от честотата на падащата светлина.
М. в., С прерязване преобразуването на лъчението се случва в процеса на образуването му директно в източника (генератора) оптичен. радиация, т.нар. вътрешен М. с. С външен М. c. параметрите на излъчване се променят, след като той напусне източника с помощта на светлинни модулатори. Т. до. Регистрацията на излъчване, модулирано по честота, фаза или поляризация, е свързана с тех. трудности, тогава на практика всички тези видове М. c. преобразувани в амплитудна модулация, или директно в модулаторната верига, или с помощта на специална. устройства, поставени пред приемника на лъчението.
Най-простата амплитуда М. с. Е периодична. меха-нич. прекъсване на светлинния поток посредством трептящи и въртящи се капаци, призми, огледала, въртящи се дискове с отвори, растри.
Има много начини M. c. въз основа на физически. ефекти (електро-оптични, магнито-оптични, еластично-оптични и др.), произтичащи от разпространението на светлината в разл. среди. За такъв М. с. се използва контролиран двойнопречупващ елемент, изработен от материал с естествена или индуцирана анизотропия. Външен контролното поле (например електрическо или еластично поле на напрежение) води до промяна в оптичното. характеристики на околната среда. В широко разпространените модулатори, базирани на ефекта на Покелс, фазовото изместване между обикновените и извънредните лъчи линейно зависи от големината на електрическата сила. поле, а в модулатори въз основа на ефекта на Кер - зависимостта е квадратична. За да се получи амплитуда М. c. електрооптични веществото обикновено се поставя между кръстосани поляризатори. Важно свойство на електрооптичните. ефект е неговата ниска инерция, която позволява на M. s. до честоти от 10 12 Hz. В електрооптичен В модулаторите затихването на модулиращия сигнал не зависи от интензивността на модулираната светлина и следователно за увеличаване на дълбочината на модулация се използват множество светлини, преминаващи през един и същ модулиращ кристал. Пример е модулатор, базиран на интерферометър на Фабри - Перо, изпълнен с електрооптик. заобикаляща среда.
За да се увеличи обемът на информацията, пренасяна от светлинен лъч, се използва пространствен М. в., Който е различен във всяка точка на напречното сечение на светлинния лъч. Основна елемент на интервалите. светлинен модулатор е кристал, на повърхността на който е написано определение. потенциално облекчение; лъч светлина, преминаващ през кристала, се оказва модулиран във всяка точка на напречното сечение в съответствие с потенциалния релеф, записан върху кристала, докато модулацията може да бъде амплитудна и фазова.
От многото. магнитооптичен ефекти за М. c. найб. намери приложението на Фарадей в прозрачни вещества. Периодично променящ се магн. поле води до периодично. промяна в ъгъла на въртене на равнината на поляризация на светлината, предавана чрез магнитооптична. елемент, поставен в магн. поле. Ъгълът на въртене на равнината на поляризация е пропорционален. дължината на пътя на светлината във веществото и при достатъчна прозрачност на средата може да бъде произволно голяма. Важна характеристика на магнитооптичните. модулатори е постоянството на коефициента. специфично въртене на равнината на поляризация в ИЧ диапазона на дължината на вълната. Това увеличава конкурентоспособността на магнитооптичните. устройства с дълги вълни оптични. лъчение в сравнение с електрооптичното, при което управляващото напрежение нараства линейно с увеличаване на дължината на вълната на светлината. В магнитооптичен. светлинните модулатори успяват да постигнат дълбочина на модулация от 40% при честоти на модулация до 10 8 Hz.