光纤通信原理与系统_《通讯原理》基本内容_通信信号处理技术(10)

6、声光调制：声和光的相互作用是声光调制的物理基础，这种作用表现为光波被介质中超声波衍射或散射， 即发生声致光衍射。当调制信号变化时，由于压电效应，使压电晶体产生机械振动形成超声波。超声波在声光 介质中传播时引起介质密度发生疏密替换的变化，使介质折射率发生变化，进而形成一个变化的衍射光栅，光 栅的条纹间隔等于声波波长。当光波通过此介质时，将被介质中的弹性波衍射，衍射光的强度、频率、方向等 都随超声波场变化，结果使光波受到调制。

7、光发射机：光源和电路。电路功能：线路编码、光的调制、光源驱动、光功率控制、其他保护监测功能。8、数字光接收机组成：光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器、AGC。

第四章 光无源器件(重点） 实用型隔离器的原理：正向传输过程，具有任意偏振状态的入射光首先通过 SWP1，SWP1 将入射光分解为水平 和垂直的两个正交偏振分量，且让垂直分量直线通过，而水平分量偏折通过。两个分量都要通过法拉第旋转器 和半波片，其偏振态都要顺时针旋转 90°，使垂直偏振光变成水平偏振光，使水平偏振光变成垂直偏振光，最 后由 SWP2 把两个分量的光合在一起输出，即完成正向无损传输。反向传输过程，具有任意偏振态的入射光首 先通过 SWP2，SWP2 将入射光分解为水平和垂直的两个正交偏振分量，且让垂直分量直线通过，而水平分量偏 折通过。由于半波片的作用，两个分量的偏振态都逆时针旋转 45°，然后通过法拉第旋转器时，其偏振态又都 要顺时针旋转 45°，法拉第旋转器和半波片的旋转方向刚好相反，旋转效果抵消，即两分量的光通过半波片和 法拉作文第旋转器后，其偏振态又转回原态，偏振态维持不变，在输出端不能被 SWP1 再组合在一起，于是实现了 反射的隔离。

第五章 光纤放大器 1、光纤放大器分为：非线性光纤放大器和掺铒光纤放大器。

2、光纤放大器组成：DEF、LD、WDM、光隔离器和光滤波器。

3、掺铒光纤放大器的工作原理：在掺铒光钎中，铒离子有三个工作能级：能量最低的称为基态，记作 E1；处 于中间能级的为亚稳态，记作 E2。在自然状态下， E 3 ? 处在最低能级上，当用泵浦光源的激光不断地激发光纤 r 时，处于基态的粒子获得了能量就会向高能级跃迁，即由 E1 跃迁到 E3，由于粒子在高能级上是不稳定的，它 将迅速以无辐射过程跃迁至亚稳态级上。

粒子在亚稳态级上相对有较长的存活寿命， 由于泵浦光源不断地激发， 则亚稳态级上的粒子数不断增加，而 E1 能级上的粒子数减少，其结果，就在这段掺铒光纤中形成了粒子数反转 分布，即具备了实现光放大的条件。在此基础上，若输入一个光子能量为 E=E2-E1=hf 的光信号，则亚稳态 E2 上的粒子将以受激辐射的形成跃迁到基态 E1， 并同时辐射出与输入的信号光子完全一样的全同光子。

于是使 得与信号全同的光子数大大增加，从而使输入光信号在掺铒光线中变成一个强的输出光信号，实现了对光信号 的直接放大。

第六章 光纤通信系统 1、相干检测原理：在相干光通信系统传输的信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。光接收机接收的信号 光和本地振荡器产生的本振光经混频器相干混合后，光场发生干涉。然后由光电检测器进行检测，而获得频率 为 wIF=wS-wL 的中频输出电信号，若 wIF≠0，其检测称为外差检测，若 wIF=0，则称为零差检测。

2、光孤子的形成机理：如果光场很强，则光纤的特征参数将随光场呈非线性变化。光纤群速度色散（GVD） 会 使光脉冲展宽，而自相位调制则使波形中较高频率分量不断累积，使波形变陡，即光纤的非线性特性使光脉冲 变窄。光纤群速度色散（GVD） 和自相位调制（SPM）达到平衡，则使光脉冲在传播中保持形状不变，即形成 所谓的“光孤子”，使“光孤子”在光纤中长距离传输即实现了超大容量超长距离传输的光孤子通信系统。

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