光源和光的调制.ppt

*光的脉冲调制脉冲调制是用周期性脉冲序列作为载波，并使光载波的某一参量按调制信号规律变化的调制方法。脉幅调制脉宽调制脉位调制脉幅调制脉冲调频第53页,共79页，2024年2月25日，星期天*光弹效应光弹效应：某些非晶体材料通常情况下是各向同性的，不产生双折射现象，当受到外力作用时，就会产生双折射现象，当外力除去时，双折射随之消失。第54页,共79页，2024年2月25日，星期天*光弹效应附加相位差利用弹光效应可测量机械零件的受力分布以及光学元件受力产生的应力分布状况第55页,共79页，2024年2月25日，星期天*磁光调制磁光调制首先将电信号先转换成与之对应的交变磁场，然后利用磁光效应改变介质中传输的光的偏振态，进而改变光强度等参量。磁光调制器示意图第56页,共79页，2024年2月25日，星期天*光的调制方法调制盘调制：是一种光强度调制器，是用光刻的方法在基板上光刻出许多透光和不透光的栅格，也可在金属基体上通过机械加工而获得一些透光或不透光的各种图形，通常调制盘位于光学系统的焦平面上，位于光电探测器之前。当目标像与调制盘之间有相对运动时，调制盘的透光与不透光栅格切割像点，使得通过调制盘的辐射能量变成断续输出，光电探测器接收到的是光辐射被调制的周期性的强度调制信号。作用：将静止的目标像调制成交流信号以抑制噪声和光源波动的影响。提高系统的检测能力。可进行空间滤波，抑制背景噪声；可提供目标的方位空间等。分类：调幅式，调频式，调相式，调宽式和脉冲编码式第57页,共79页，2024年2月25日，星期天*光栅莫尔调制光栅是具有周期性空间结构或光学性能的光学元件，光栅通常有长形和圆形两种。光通量调制，将两块光栅叠合在一起，并使两条栅线交成很小的夹角。就可以得到莫尔条纹图案。其中黑条纹是由一系列的交叉线构成的不透明部分，而白条纹是由一系列的菱形构成的透光部分。原理：当光栅位移一个光栅距时，光通量变化一个周期，因此通过光栅的调制作用，把位移量变换为光通量的变化。对于N个周期变化，位移量为：第58页,共79页，2024年2月25日，星期天*第59页,共79页，2024年2月25日，星期天*频率调制可用衍射光栅实现频率调制。衍射光栅在电动机带动下，透射光被光栅衍射时分为0级，±1级和±2级等衍射光，若光照射光栅刻线处的线速度为V，光栅刻划间距为P，则1级衍射光发生的频移为：若用光电接收器件接收1级衍射光，则光频ν被调制为。频率调制的稳定性和光栅转速的稳定性有关系。第60页,共79页，2024年2月25日，星期天*第五章光电检测电路光电器件都需要经过检测与转换电路才能实现光电信号的变换。光电检测电路由光电检测器件，输入电路和前置放大器组成。光电检测器件是实现光电转换的核心器件，是沟通光学量和电子器件的接口环节。前置放大电路和耦合电路实现对光电输出信号的精确检测。输入电路是连接光电器件和前置放大及耦合电路的中间环节。第61页,共79页，2024年2月25日，星期天*5.1光电检测电路的设计要求保证光电检测系统处于最佳工作状态。光电转换能力强：表示光电转换能力强弱的参数有光电灵敏度，即单位输入光信号的变化量所引起的输出电信号的变化量。动态响应速度快：光电检测电路应满足信号通道所要求的频率选择性或对瞬变信号的快速响应。信号检测能力强：要求光电检测电路具有可靠检测所必需的信噪比或最小可检测信号功率。稳定性、可靠性好：光电检测电路在长期工作的情况下应该稳定、可靠，特别是在一些特殊场合对稳定性可靠性的要求会更高。第62页,共79页，2024年2月25日，星期天*5.2光电探测器的偏置有些探测器不需要外加偏置电源，在光照下产生的光电流（电压）经过一定的耦合方式与前置放大器相连，以实现对光信号的有效放大。这种类型的探测器无需偏置，只需确定合适的输入阻抗的前置放大器与其耦合。外加偏置：对于需要经过外加电场才能形成光电流（电压）的器件，需加一定偏置才能正常工作，如光电导探测器和光电发射探测器等。偏置要求：供给稳定的电流或电压，对探测系统尽可能引入小的噪声，最好的发挥光探测器的性能。光探测器的输出信号一般很微弱，正确设置光探测器的偏置对于提高探测器的灵敏度，降低噪声，提高响应频率，发挥光探测器的最佳性能非常重要。第63页,共79页，2024年2月25日，星期天*5.2光电探测器的偏置直流偏置：一般用电池供电，避免工频干扰。偏置电路适用于光电导探测器。匹配偏置：偏