电光调制器自动偏置控制系统及装置研究

论文摘要

目前由于各国空间激光通信试验的不断推进,解决激光通信中的一些关键技术就变得刻不容缓。其中激光外调制技术中的一种电光调制技术因其具有其它调制方式所不及的优点被广泛应用。但电光调制器的偏置工作点的控制问题成为了激光调制的关键问题之一,若不能很好地解决,则调制信号会严重失真,导致通信失败。电光调制器工作点的设置常采用两种方法:1)给电光晶体加一个固定的直流偏压(电光调制器半波电压的一半),使电光调制器工作在线性区域。2)在光路中加一个1/4波片,也可使调制器工作在线性区。但在温度等条件恶劣的自由空间实验中,这两种方法都不能保证激光线性调制,通信效果很差。本文在方法一的基础上提出一种电光调制器自动偏置控制方案。该方法是通过对输入电光调制器前后的激光功率进行实时检测,从而监测调制器工作点的变化情况,然后通过反馈系统自动控制直流偏压,使调制器的工作点始终保持在线性工作区,实现信号的不失真调制。实验证明了该方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究状况及本课题研究的具体内容
• 第二章 电光调制技术
• 2.1 激光调制方式
• 2.1.1 直接调制
• 2.1.2 间接调制
• 2.2 电光调制原理
• 2.2.1 电光效应
• 2.2.2 电光相位调制
• 2.2.3 电光强度调制
• 2.3 电光调制器
• 2.3.1 铌酸锂体型电光调制器
• 2.3.2 铌酸锂波导传输型电光调制器
• 2.3.3 选择电光调制器应考虑的问题
• 第三章 电光调制器偏置工作点的设置
• 3.1 电光晶体半波电压的测定
• 3.1.1 极值法
• 3.1.2 倍频法
• 3.1.3 两种方法的比较
• 3.2 电光调制器偏置工作点的经典设置方法
• π/2 的固定直流偏压设置工作点'>3.2.1 加V_π/2 的固定直流偏压设置工作点
• 3.2.2 加λ/4 波片设置工作点
• 3.3 电光调制器自动偏置控制的提出
• 3.4 美国某公司电光调制器偏置控制装置介绍
• 第四章 自动偏置控制理论的应用及偏置控制系统的整体方案
• 4.1 自动偏置控制理论
• 4.1.1 自动控制系统
• 4.1.2 偏置电路
• 4.1.3 反馈控制系统分析
• 4.2 PID 控制在反馈系统中的应用
• 4.3 电光调制器自动偏置控制系统整体方案
• 4.3.1 本控制系统的整体结构
• 4.3.2 本系统所采用的反馈控制系统模型
• 第五章 系统硬件电路分析
• 5.1 光电转换部分
• 5.2 交变电压平均及比较部分
• 5.2.1 交变电压的平均
• 5.2.2 比较部分
• 5.3 PID 调节及偏置控制部分
• 5.3.1 PID 控制器
• 5.3.2 电光调制器的偏置电路
• 5.4 小结
• 第六章 部分实验及结果分析
• 6.1 电光晶体半波电压测定
• 6.2 系统实验
• 本文结论
• 致谢
• 参考文献