电子科技大学：《半导体光电子学 Semiconductor Optoelectronics》课程教学资源（课件讲稿）第七章 半导体光调制器

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第七章 半导体光调制器

光波调制的基本概念 光调制器是光通信和光信息处理系统中的重要元件。 光调制：将信息（通常为电信号形式）加载到光载波上，使光 载波的某一个参数（振幅、频率、相位、偏振等）随着所加载 的信息而改变。 模拟光调制：利用模拟电信号（在时间上、幅度上）连续地改 变某一载波参数以实现光载波调制，包括幅度（强度）调制、 频率调制、相位调制和偏振调制。 >脉冲编码光调制：先将模拟信号经过模数转换（采样、量化、 编码)成一列二进制的数字信号后再对光载波进行调制

光波调制的基本概念 Ø 光调制器是光通信和光信息处理系统中的重要元件。 Ø 光调制：将信息（通常为电信号形式）加载到光载波上，使光 载波的某一个参数（振幅、频率、相位、偏振等）随着所加载 的信息而改变。 Ø 模拟光调制：利用模拟电信号（在时间上、幅度上）连续地改 变某一载波参数以实现光载波调制，包括幅度（强度）调制、 频率调制、相位调制和偏振调制。 Ø 脉冲编码光调制：先将模拟信号经过模数转换（采样、量化、 编码）成一列二进制的数字信号后再对光载波进行调制

光波调制的基本概念 实现光波调制的两种方式： 利用调制信号直接控制激光器的振荡参数，使输出激光 束的特性随信号而变，称为内调制； 利用调制信号作用于激光器外部独立的调制器，产生某 种物理效应使通过调制器的激光束某一个参量随信号而 变，称为外调制。 外调制方便，且比内调的调制速率高（约一个数量级），调制带 宽要宽得多，故倍受重视。 按调制器的工作原理，可分为电光调制、声光调制、磁光调 制、热光调制。 激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及强度调 制等

光波调制的基本概念 Ø 实现光波调制的两种方式： • 利用调制信号直接控制激光器的振荡参数，使输出激光 束的特性随信号而变，称为内调制； • 利用调制信号作用于激光器外部独立的调制器，产生某 种物理效应使通过调制器的激光束某一个参量随信号而 变，称为外调制。 外调制方便，且比内调的调制速率高（约一个数量级），调制带 宽要宽得多，故倍受重视。 按调制器的工作原理，可分为电光调制、声光调制、磁光调 制、热光调制。 激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及强度调 制等

光波调制的基本概念 >振幅调制： 载波的振幅随着调制信号的规律而改变， 简称调幅。 激光载波的电场：E.()=Acos(ot+) 假设调制信号为余弦波：a(t)=Amcos(o) 进行幅度调制后，激光载波的振幅不再为常数，而 是与调制信号有关。调幅波的表达式为 E.(itm.cooJo(w.+) m,=4: 调幅系数 通常情况下，m≤1 A

光波调制的基本概念 Ø 振幅调制：载波的振幅随着调制信号的规律而改变， 简称调幅。 激光载波的电场：Ec t  Ac cosc t c  假设调制信号为余弦波： a t  Am cos m t • 进行幅度调制后，激光载波的振幅不再为常数，而 是与调制信号有关。调幅波的表达式为 Ecm t  Ac 1  ma cos m t cosc t  c    m a c A m A  ：调幅系数 通常情况下，ma  1

光波调制的基本概念 ·考虑三角函数积化和差公式 cos@cosB=-[cos(@+B)+cos(a-B)] 0 调幅波的表达式可以写为 E)=Acos(@+)+"受Acos[回+o+] +受Acos@0+] 。 调幅波的频谱由三个频率成分组成，其中等号右边 第一项为载频分量，第二、三项是因调制而产生的 新分量，称为边频分量

光波调制的基本概念 • 考虑三角函数积化和差公式     1 cos cos cos cos 2               • 调幅波的表达式可以写为         cos cos 2 cos 2 a cm c c c c c m c a c c m c m E t A t A t m A t                         • 调幅波的频谱由三个频率成分组成，其中等号右边 第一项为载频分量，第二、三项是因调制而产生的 新分量，称为边频分量