[物理]激光技术实验

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1、激光技术实验实验报告学院：通信工程学院姓名：高书勤学号：1201120004实验指导教师：刘巨林2012-12-13激光大气通讯一．实验目的和内容：1.了解电光调制器的基本结构；2.熟悉激光大气通讯的基本原理；3.掌握音频信号的激光大气通讯的调试技术；4.探讨影响激光大气通讯效果的主要因素；二实验仪器1.HE-NE激光器2.电光调制器及DGY-3型调制电源3.收音机或音频信号发生器4.偏振片（2个）、1/4波片5.光电接收放大器及直流电压源（9V）6.音箱或收录机（代替音箱）7.示波器三．实验原理1.电光调制

2、器的结构本调制器是选用优质的DKDP晶体、利用pockpl效应对光进行信号调制的器件。其主要特性为：材料：DKDP单晶结构：四块串联、环形电极调制方式：纵调半波电压：DC900-1000V（使用电压不得超过1300V）工作频率：0-100MHz等效电容：12pf图1.为电光调制器的结构示意图1.电极引出线2.DKDP晶体3.环形电极4.偏振片2.电光调制器的调整为了保证信号传输的质量和较高的信噪比，进行激光大气通讯之前，首先对光路和器件的状态进行调整。电光调制器的实验系统安排大致如图2.所示。调整步骤大体如下

3、：①He-Ne激光器②起偏器③1/4波片④电光调制器⑤检偏器⑥光电接收放大器⑦示波器⑧DGY-Ⅲ型调制电源⑨直流电压源（1）仔细调整电光调制器，使激光光束与其晶体的光轴平行并通过晶体中心；然后放入检偏器并旋转可使透过光的强度发生明显的变化。（2）将电光调制器的电极引出线与调整电源的电光输出端口连接起来，在示波器上便可观察到调制光的波形。旋转调制器（小心触电！）可使波形变为倍频信号，则晶体晶轴方位调整完毕。①He-Ne激光器所发出的激光经过②起偏器之后，所得到的激光为偏振光，再经过③1/4波片之后，会变成圆偏振

4、光。3.激光大气通讯实验系统的组成如图所描述的系统，传输音频（300-3400Hz）信号或收录机播放的节目。实验时，将收录机的节目信号或音频信号接至调制电源的电光输入端口，这样，若将本系统配套的光电接收放大器上接收到的光信号接入音箱或收录机（收录机代替音箱，信号接入到Lineout端口，按下play键），适当旋转或调制各元器件，便可听到清晰的广播声音。①He-Ne激光器②起偏器③1/4波片④电光调制器⑤检偏器⑥光电接收放大器⑦音箱或收录机（代替音箱）⑧DGY-Ⅲ型调制电源⑨收音机或音频信号发生器⑩直流电压源四

5、．实验注意事项1.实验中，使用的调制器为“电光调制器”，注意不要将它连接到调制电源的声光、磁光端口。2.光电接收放大器要正常工作，必须配备9V的直流电压源。若给光电接收放大器提供了9V的直流电压源，它还不能正常工作，应检查它后面的开关是否处于“开”的位置。五．实验结果与分析1.实验结果（1）调制电光调制器时，旋转调制器，示波器显示调制信号波形发生变化，振幅也随之改变，只在某一个特定位置上调制信号振幅达到最大，产生倍频信号。调节检偏器，信号有强弱变化，振幅、频率也发生变化，当到达某一个合适的位置时，信号振幅最大

6、，强度最大，听起来最清晰（2）在进行传输音频（300-3400Hz）信号或收录机播放的节目的实验时，通过将收录机的节目信号或音频信号接至调制电源的电光输入端口，之后将光电接收放大器上接收到的光信号接入音箱或收录机，就可以听到广播的声音，但是并不算清晰，会有杂音，通过适当的转动起偏器或者检偏器，就可以听到清晰的广播声音。（3）转动起偏器或者检偏器，均会对接收信号产生影响，喇叭声音大小随之改变；增加或减小检测器供电电压，喇叭声音随之增大或减小；当在光电接收放大器前任意位置隔断激光链路时，均无法接到信号，喇叭声音消

7、失。2.实验分析根据实验结果，经分析得出影响激光大气通讯的因素有：1.光噪声因素：该因素主要影响激光大气通信系统的接收灵敏度。背景光本身的随机。背景光本身由于光源的不稳定性、反射散射过程的不稳定性及传播过程中的不稳定性，将存在宽谱的随机起伏，相当于光噪声，这种噪声被接收机检测后将产生相应的噪声电流，使系统信噪比恶化。因此，激光系统必须有很强的排除杂光的能力，否则阳光或其他照射光源就会淹没激光束。2.光端机因素：主要受发射机的发射光强和接收机的灵敏度影响，另外，在实际的大气激光通讯中，由于发射机与接收机之间局里

8、较远，因此，发射机的光出射角（影响光束的汇聚性）与接收机的接收孔径也是影响通信效果的主要因素。3.障碍物因素：当激光束的传播路径上存在障碍物时，激光大气通讯就会受到干扰。六．实验体会：通过本实验，基本了解了激光大气通信系统的结构、实验原理，通过通过自己的动手和观测，并且在老师的指导讲解下，，完成了激光大气通信的实验，认知了影响激光大气通信质量的各种因素，并且对于如何排除这些干扰因素有了一定认识，同时