_第10章+非相干检测方法与系统

《_第10章+非相干检测方法与系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、光电检测技术成都信息工程学院光电技术学院LOGOwww.themegallery.com第10章非相干检测方法与系统光电信号变换及检测系统概述直接检测系统时间变化的光电信号检测调制盘及空间滤波直接检测系统举例成都信息工程学院光电技术学院习题作业2一、光电信号变化及检测系统概述在光电系统的信号形成、传送、检测和处理过程中，通常要借助于几何光学的、物理光学的或光电子学的方法对信号的组编形式和能量状态进行人为的变换，包括将一种光量转换为另一种光量，将非光量转换为光量或将连续光量变换为脉冲光量等。这种变换的目的

2、在于：将待处理信息载荷到光载波上进而形成光电信号；改善系统的时间空间分辨能力和动态品质，提高传输和检测精度；改善系统的检测信噪比，提高工作可靠性和对环境的适应能力。成都信息工程学院光电技术学院3一、光电信号变化及检测系统概述典型光电信号变换方法的光学原理和应用变换方法光学原理应用光开关、光学编码、光学扫直进、遮光；反射、折描、瞄准定位、准直定向、几何光学射；光学成象等非相干测长测角、测距、成象测量光的光学现象。等。衍射、干涉、光谱、波莫尔条纹、干涉计量、外差物理光学长变换、光学拍频等相通讯、光谱分析、散

3、斑全息干光的光学现象。测量等。电光效应、磁光效应、光调制、光束偏转、光通讯、声光效应、空间光调制、光电子学光记录、光存储、光显示、成都信息工程学院光电技术学院光束纤维传输传感等光传光、传象、传感等。电现象。4一、光电信号变化及检测系统概述几何变换的光电方法是基于将光学现象看作是直线光束传输的结果，是在几何光学的意义上利用光束传播的直线性、透光、反射、折射、成象等光学方法进行的信号变换。物理变换的光电方法是将光学现象看作是电磁波振荡传播的结果，是在物理光学的意义上利用光的衍射、干涉、光谱、波长变换等光学现

4、象和参量进行的信号变换。随着光电子学的发展，出现了各种新型的光控制器件，它们为光信号的实时变换和光路的集成化提供了广阔的发展前景。这些变换方法常常单独或者若干组合后应用于不同目的的光电系统中。成都信息工程学院光电技术学院5一、光电信号变化及检测系统概述根据光电信号的时空特点，在光电系统中常用的各种信号大致可分作下面的两种类型：1）随时间变化的光电信号。这类信号的变换通常集中发生于局部的空间范围，它的特征参量只随时间缓慢地，或周期性或瞬时地变化，因此是时间的一维函数而与空间坐标无关，可用函数F(t)表示。

5、2）随空间变化的光电信号。这类信号发生在一定的空间坐标范围内，光电信号的参量随空间位置而改变。因此是二维或三维空间的函数，用函数F(x,y,z)表示，其中随时间变化的信号称作时空变化的光电信号，用函数F(x,y,z,t)表示。成都信息工程学院光电技术学院6一、光电信号变化及检测系统概述非相干检测，光源：非相干或相干光源直原理：利用光强度携带信息，将光强度转换为接电信号，解调电路检出信息。检调制方法：光强度调制、偏振调制。光测直接检测是一种简单实用的方法。电检测系光统外相干检测，差光源：相干光源检原理：利

6、用光的振幅、频率、相位携带信息，测检测时需要用光波相干原理。成都信息工程学院光电技术学院调制方法：光振幅调制、相位调制，频率调制测量精度（灵敏度）更高，作用距离更远。7一、光电信号变化及检测系统概述光电直接检测系统的基本工作原理回光源强度光学光学接收天线光电信收调制器天线通道及光电检号处理的测器器信信号息背景噪声场电路噪声发射机接收机强度调制直接检测模型光电直接检测系统是将待光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应光辐射强度（幅度）并输出相应的电流和电压。检测系统经光学天线或直接由检测器接收光信号

7、，前端还可经过频率滤波成都信息工程学院光电技术学院和空间滤波等处理。8二、直接检测系统假定入射光信号电场为：E(t)=Acoswts光场平均光功率为：_______22P=E(t)=A2ss_______2()2Est表示E(t)的时间平均值；s光检测器输出电流为：______eh2eh2I=aP=E(t)=Assshn2hn成都信息工程学院光电技术学院eha=称为光电变换比例常数hn9二、直接检测系统若光检测器负载电阻RL，则光检测器输出电功率为：22eh2Po=IsRL=PsRLhn光检测

8、器的平方律特性：光电流正比于光电场振幅的平方，电输出功率正比于入射光功率的平方。如果入射光是调幅波，即E(t)=A[1+d(t)]coswts其中d(t)为调制信号，可推导出光检测器的输出电流为:122i=aA+aAd(t)s2式中第一项为直流项，若光检测器输出端有隔直电容，则输出光电流只包含第二项，称为成都信息工程学院光电技术学院包络检测。10二、直接检测系统直接检测系统的信噪比—衡量模拟系统好坏及灵敏度光检测器输出的总功率包括信号电功率