光調製技術就是將一個攜帶信息的信號疊加到載波光波上的一種調製技術。光調製能夠使光波的某些參數如振幅、頻率、相位、偏振狀態和持續時間等按一定的規律發生變化。其中實現光調製的裝置稱為光調製器。
基本介紹
- 中文名：光調製
- 外文名：light modulation
- 裝置：光調製器
- 含義：振幅、頻率等按一定的規律變化
- 用途：光通信、測距
- 本質：調製參量
概念,調製方法,直接調製法,腔內調製法,腔外調製法,新型光調製,基於強度調製,基於相位調製,基於偏振調製,
概念
光調製過程本質上就是對極化方向上的單位矢量、振幅、載波頻率和相位中的一種或多種參量進行調製。目前研究的主要調製方式有偏振位移調製鍵控（PoLSK）、幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。光調製技術已廣泛套用於光通信、測距、光學信息處理、光存儲和顯示等方面。
調製方法
光調製的方法主要分為直接調製、腔內調製和腔外調製三種。
直接調製法
外加信號直接控制雷射器的泵浦源（如控制半導體雷射器的注入電流），從而使雷射的某些參量得到調製。
腔內調製法
腔內調製是通過改變雷射器的參數（如增益、諧振腔Q值或光程等）而實現的，主要用於Q開關、腔測空、鎖模等技術。腔內調製又分為被動式與主動式兩類。
1.被動調製：此類調製利用某些吸收波長與雷射波長一致的可飽和吸收體(如染料)的非線性吸收特性，把一個染料盒置於雷射腔內可以構成一個被動式Q開關,開關時間一般為10～10秒。這種方法比較簡單、經濟，但開關時間不能精確控制。此外，染料的壽命較短。採用恢復吸收率的馳豫時間短的染料溶液可以實現雷射器的鎖模工作，獲得10～10秒的超短脈衝。
2.主動調製：包括機械調製、電光調製、聲光調製和磁光調製等。
（1）機械調製：利用放在腔內的高速旋轉體，如反射鏡或全反射稜鏡來控制光學諧振腔的Q值變化，可以實現Q調製。這種調製方法簡單，插入損耗低，有較高的抗破壞能力，但開關速度低（～0.1微秒）,需要使用高速馬達。在腔外用高速旋轉的開縫轉盤很容易製成光斬波器，實現光強的低頻調製。
（2）光電調製：利用某些晶體、液體或氣體在外加電場作用下折射率發生變化的現象進行調製。電光調製分為線性電光調製和平方電光調製兩種。
（3）聲光調製：利用光在聲場中的衍射現象進行調製。當聲波傳入到介質中時，介質中存在著疏密波，介質的折射率也相應地發生周期性的變化，形成以聲波波長值為常數的等效相位光柵。當光束以一定的角度入射到此介質中時，光束即發生衍射。衍射光的強度、頻率和方向都隨聲場的變化而變化。這樣，就可以實現光束的調製和偏轉。聲光衍射可分為喇曼-奈斯衍射和布喇格衍射兩種。後者衍射效率高,常被採用。聲光調製器通常由電聲換能器、聲光介質和吸聲裝置組成。聲光調製具有驅動功率低、光損耗小、消光比高等優點。
（4）磁光調製：線偏振光通過具有法拉第效應的介質時在磁場作用下，其偏振面發生旋轉。利用這種效應也可進行光調製。磁光調製所用材料有釔鐵石榴石、摻鎵釔鐵石榴石和重火石玻璃等。由於材料透明波段的限制，磁光調製主要用於紅外波段。
腔外調製法
只改變腔外光波參數而不影響雷射振盪本身的一種調製方法，主要用於光偏轉、掃描、隔離、調相、調幅和斬波等方面。腔外調製一般都採用主動方式。
新型光調製
當前新型光調製格式可以按照其信息承載的對象分為三類：（1）基於強度調製原理的OOK系列，（2）基於相位調製原理的PSK系列，（3）基於偏振調製原理的PoLSK系列。此外，雖然目前也提出了光信號的頻率調製技術，但由於光信號的頻率極高，此調製方式僅限於短距離傳輸試驗中。
