Экспериментальное исследование макета оптической длины связи

 

Описание аппаратуры.

Для оценки совместного влияния приемно-передающей аппаратуры на характеристики передаваемых сигналов была создана экспериментальная установка, структурная схема которой представлена на рис. 5. Установка состоит из передающего и приемного устройства, комплекта контрольно-измерительной аппаратуры и источников питания.

 

	Рис.5

 

 

В передающее устройство входят: газовый лазер 1, работающий в непрерывном режиме на волне 0,63 мкм, электрооптический модулятор 4 Model 13 на кристалле танталата лития LiTaO₃, высоковольтный усилитель 5, фотоприемник 6.

Приемное устройство макета состоит из кремниевого фотодиода 13DAH-003 фирмы «Melles griot». Фотодиод подключен к усилителю 7 C6438-01 фирмы HAMAMATSU, сигнал с которого подается на цифровой осциллограф, позволяющий измерять многочисленные характеристики сигала (амплитуду, частоту, спектральный состав и др.).

Кроме того, в состав установки входят микрофон и мультимедийные колонки, предназначенные для субъективной оценки качества передаваемого по ОЛС сигнала. Вся установка собрана на оптическом столе с помощью универсальных рейтеров, имеющих 3 пространственных и 3 угловых юстировки и облегчающих тем самым контрольно-юстировочные работы.

Основным элементов макета является электрооптический модулятор света тип Model 13. Он предназначен для модуляции по амплитуде или интенсивности излучения оптических квантовых генераторов в диапазоне 0,45-2 мкм. Действие прибора основано на линейном электрооптическом эффекте в кристалле танталата лития нулевой (0⁰) ориентаций. Оптическая схема модулятора представляет собой классическую ячейку Поккельса. Поляризатором служит выходное окно лазера, расположенное под углом Брюстера, анализатором – призма Глана-Томсона, расположенная после модулятора. Использование ниобата лития вместо традиционных модуляторных кристаллов типа АДР и КДП дало возможность снизить величину полуволнового напряжения модулирующих сигналов в 20 раз по сравнению с ранее разработанными приборами аналогичного типа.

Отсутствие оптических склеек значительно расширило диапазон рабочих температур. Конструкция прибора обеспечивает его юстировку относительно луча лазера. Модулятор устойчив к механическим и климатическим воздействиям, что позволяет его для практических применений. Основные технические характеристики модулятора Model 13 следующие:

 

 

Размер кристалла - 40х5х5 мм

Напряжение полного

просветления

для = 0,51 мкм - 80 в

для = 0,63 мкм - 97 в

Потери света в режиме

полного просветления - 15 %

Входная емкость - 93 пф

Потребляемый ток - 1 мкА

 

Примерный вид сигнала и его спектр показан на осциллографе (рис.6). В зависимости от смещения и амплитуды подаваемого на модулятор сигнала на спектре мощности можно наблюдать различные величины амплитуд гармоник. Частота сигнала составляет 1 кГц, амплитуды гармоник в спектре мощности сигнала имеют относительные величины (дБ). Т.е. DY_n=10lg(u_1ω/u_nω), где

DY_n – амплитуда n-ой гармоники по отношению к первой;

u_1ω и u_nω – амплитуды первой и n-ой гармоники соответственно.

 

	Рис.6

 

Порядок включения аппаратуры

1. Эксплуатация оптической аппаратуры содержащей лазеры и электрооптические модуляторы требует большой аккуратности и осторожности, т.к. в ней используются высокие питающие напряжений. Поэтому перед работой с установкой необходимо тщательно ознакомиться с настоящим руководством и инструкциями к применяемым приборам.

2. Последовательность включения аппаратуры.

Параметры излучения применяемого лазера сильно зависит от температурного режима этого лазера. Поэтому для исключения температурной нестабильности необходимо лазер включить за 30-40 минут до проведения эксперимента. Для этого включают сетевой питание лазера тумблером «сеть» источника питания лазера. Правильность включения лазера сигнализируется загоранием сигнальной лампочки на блоке питания.