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* * 光电子技术（11） 3、脉冲调频(PFM) PFM是使激光载波脉冲的重复频率随调制信号幅度变化，教材上写 脉冲调频信号为： 我认为此式表示的是一个均匀脉冲序列，只是每个脉冲中激光振荡 的初相位不同吧了。正确的表达式应该是： 上式表示时间平移，而平移量随调制信号变化，所以序列不均匀，即 脉冲调频。如图58a所示。 4、脉冲位置调制 使周期脉冲的位置随调制信号变化，结果与脉冲调频一样。调位信 光电子技术（11） 号可表示为： ?p为脉冲序列周期。调制结果如图。 脉冲调位和调频具有较强的抗噪声能力，在半导体激光通讯中得 到广泛应用。 三、脉冲编码调制 前面的连续调制和脉冲调制均为模拟调制，通过使光束的某一个 参数随信号变化实现信号的调制与传输。如果噪声也使被调制参数 发生变化，接受者就不能区分这种变化是信号或是噪声，所以， 模拟调制的抗干扰能力差。为此，发展脉冲编码调制技术，它是数 字调制。具有强的抗噪声干扰能力。 光电子技术（11） 脉冲编码调制（PCM）首先通过A/D转换器将模拟信号转换为某 一字长的数字信号。然后再逐位调制光载波的某个参数，实现信 息光传输。显然，PCM中的每个脉冲只代表一数字化信号中的一 个位，而一个位可能为0或1，所以只要用“强”或“弱”脉冲分别表 示1或0即可，而脉冲幅度在容许范围内的变化并不具有实际意义， 这就是PCM能抗噪声干扰的原因。然而，PCM的强抗干扰能力是 以牺牲传输速率为代价的。例如A/D为8位，那么就要8个脉冲才 能代表一个状态。同样传输带宽的有效数据传输速率就只有模拟 传输的1/8，或者反过来，要保持两者相同的有效数据传输率， PCM传输的带宽就要增至模拟带宽的8倍。为了既保持PCM的强 抗干扰能力，又保持有效传输带宽不减少，所以采用数据编码和 压缩技术。数据编码与压缩是通讯领域的重要研究内容。也是数 据存储中的重要研究内容。 光电子技术（11） 1、PCM强度调制 PCM包括强度、频率和相位调制 强度调制就是以强脉冲表示数字位“1”，而以弱脉冲表示数字位 “0”。如8位A/D采样获得的8位字的强度调制脉冲为： 201 2、PCM频率调制 PCM频率调制是利用两种不同频率的激光脉冲分别表示数字位“1” 和“0”。例如8位字的频率调制为： 3、PCM相位调制 PCM相位调制相当于脉冲位置调制。以标准位置脉冲表示位“1”， 光电子技术（11） 而以移位脉冲表示数位“0”，如8位字的相位调制脉 冲为： §3.2、电光调制 上一节讲的各种调制（连续、脉冲和脉冲编码）技术都需要通过 调制器来实现。调制器如何实现调制就是下面要讲的内容。 一、晶体光学基础 双折射现象：当一束光折射进某些物质中产生两束折射光束的现 象。一束光称为寻常光（o光），另一束光称为非寻常光（e光）。 o光：折射率与传波方向无关的光束，即各向同性光束。 光电子技术（11） e光：折射率随传波方向变化，即各向异性光。 光轴：双折射材料中，不改变光的偏振状态、不产生双折射的传 播方向。 主平面：由光线与光轴组成的平面。 O光主平面：o光波矢量与光轴组成的平面 e光主平面： e光光线矢量与光轴组成的平面 主截面： e光主平面与o光主平面重合的平面。 O、 e光的偏振： o光的偏振方向垂直于主截面，而e光的偏振方 向位于主截面内。 O、 e光的偏振方向互相垂直。 光电子技术（11） 折射率椭球 在各向异性晶体中，电位移矢量 与电场矢量 之间通过电介张 量联系起来，即： 通过选择适当的坐标系XYZ，可以实现电介张量[?ij]的对角化，即 称这样的XYZ坐标轴为介电主轴。在介电主轴坐标系中，光率体 为一椭球，椭球方程为： 光电子技术（11） 因 ，所以，光率体可写为： 上式即为在主坐标系中的双折射晶体的折射率椭球方程。nx，ny， nz分别为沿X，Y，Z方向的主折射率。 折射率椭球的性质： 双折射晶体中，任一波矢量 对应两个相互正交偏振的电位移分量 D1和D2，过折射率椭球中心做与 垂直的平面，此平面与椭球相交形成一椭圆，则 （1）、D1与D2分别平行于相交椭圆的长、短轴方向。 光电子技术（11） （2）、沿D1和D2偏振的两个分量的折射率分别等于对应的椭圆主 轴的半长度。 正单轴晶体：非寻常光折射率ne大于寻常光折射率no的单轴晶体。 负单轴晶体：指neno的单轴晶体。 单轴晶体：只有一个光轴的双折射晶体。单轴晶体的折射率椭球为 绕光轴的旋转椭球。 二、电光效应 指晶体的折射率随外加电场而变化的效应。电光效应有一阶、二阶 效应，电光调制是利用一阶，也即线性电光效应。 在任意直角坐标系中，折射率椭球方程可表示为： 光电子