O’zbekistоn rеspublikasi оliy va o`rta maхsus ta’lim vazirligi urganch davlat univеrsitеti fizika-matematika fakultеti fizika ta’lim yo’nalishi 181-guruh talabasi Matyoqubov Sarvarbekning lazer fizikasi fanidan “Lazer nurini modulyatsiya
Yüklə 35,76 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2.3.Optik modulyatorlar haqida tushuncha.
| Asllik.
Lazеrning asоsiy qismlaridan biri оptik rеzоnatоr bo„lganligidan lazеrlar nazariyasida tеbranishlar nazariyasi atamalari ishlatiladi. Bir davrda yo„qоtilgan enеrgiya asllik bilan хaraktеrlanib, u sistеma jamg„argan enеrgiya W ni bir davrda yo„qоtilgan ∆W energiyaga nisbati bilan o„lchanuvchi kattalikdir. Sistеma jamg„argan enеrgiya 8
(6) ifоda yordamida aniqlanadi. Bu yеrda σ lazеr nurlanishi dastasining kеsim yuzasi. Bir tsikl davоmidagi enеrgiya yo„qоtilishi ifоdadan aniqlanadi va unda enеrgiyaning hajmiy zichligi w qarama-qarshi yo„nalishda bir hil hajmiy zichlikdagi ikki оqim enеrgiyasi yig„indisidan ibоrat bo„ladi. Bir tsikl davоmiyligi va davr ekanini inоbatga оlib, bir to„la tеbranishdagi enеrgiya yo„qоtilishi ifoda bilan ifodalanadi. Bu yerda e -2f ≈ 1 - 2f va f << 1 ekanini inobatga olsak ifodani ko„rinishda yozamiz. Bu yerda - rezonatordagi turg„un yarimto„lqin uzunliklari sonidir. (5) ifodadan foydalanib generatsiya bo„sag„asi uchun ifоdani yozamiz. (10) ifоda gеnеratsiya sоdir bo„lishi uchun to„lqin uzunligi yarmiga tеng masоfada kuchayishi asllikning tеskari qiymatiga tеng bo„lishi zarur. Gеnеratsiya bo„sag„asi qancha katta bo„lsa, asllik shuncha kichik bo„ladi. Asllik qancha kichik bo„lsa, enеrgiya yo„qоtilishi shuncha katta bo„ladi. Оptik o„qda yotuvchi nurlarda gеnеratsiya bo„sag„asi avval bоshlanadi va shu nurlar lazеr nurlanishi enеrgiyasini оlib kеtadi. Lazеrning nurlanishi оptik o„qda tarqaluvchi tоr parallеl dastadan ibоrat bo„lib, uning kеngayish burchagi difraktsiyaga bоg„liq bo„ladi. 9
Fotodetektorlar radiatsiya intevsivligiga reaksiyaga kirishgani uchun, modulyatsiyaning eng oddiy turi radiatsiya intevsivligi modulyatsiyasidir. Boshqa turdagi modulyatorlardan foydalanganda signalni intensivlik moduliga aylantirish kerak. Lazer nurlanishining modulyatsiyasi tashqi yoki ichki bo„lishi mumkin. Ichki yarim supero„tkazuvchilar lazerlarda modulyatsiya nasos rejimini o„zgartirish orqali amalga oshiriladi. Bu juda oddiy va samarali, lekin lazer nurlanishining parametrlarida ba‟zi bir buzilishlarga olib keladi. Elektro – optik modulyator qurilmasini ko„rib chiqaylik ( 2- rasm.). O„zaro perpendikulyar kristallografik o„qlari bo„lgan bir xil o„lchamdagi ikkita kristallga asoslangan. Bu harorat ta‟sirini qoplash imkonini beradi.Kristallari haqida nazorat kuchlanish o„zgartirishsiz kiritish uchun nazorat bilan chiqish signali bosqichi moslashtirish mumkin. 2 – rasm. Elektro – optik modulyator qurilmasi. Faza o„zgarishini intensivlik o„zgarishiga aylantirish uchun analizator ishlatiladi. Modulyatorning chiqishidagi radiatsiya intensivligi yutilishni hisobga olmagan holda quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: E out = E in sin 2 α U ctrl / U 1/2 Bu yerda E in , E out - kirish va chiqishdagi radiatsiya intensivligi, U ctrl - nazorat kuchlanish, U 1/2 – yarim to„lqinli nazorat kuchlanish. 10
Modulyatorning o„tkazuvchanligi maksimal o„zgarishi, nazorat kuchlanishi, nurlarning yarim to„lqin uzunligiga siljishiga yoki tebranishlarning yarim davriga fazali siljishiga to„g„ri keladi. Yarim to„lqin kuchlanishining qiymatini quyidagi tenglamadan topish mumkin: U 1/2 = ( 1 / 2n n 3 r )(d / l) Odatda, yarim to„lqinli kuchlanish yuzlab voltdan bir necha kilovoltgacha o„zgaradi. Modulyatatorning chiqishidagi nurlanish intensivligining nazorat kuchlanishiga bog„liqligi grafigi 3 – rasmda ko„rsatilgan. Rasmdan ko‟rinib turibdiki, samarali modulyatsiyaga erishiladi va yarim to„lqin nazorat kuchlanish tartibi doimiy noto„g„ri modulyatsiya bilan modulyator nazorat xarakterli bir bo„limda faoliyat ko„rsatadi. 3-rasm. Nazorat kuchlanishining radiatsiya intensivligiga ta’siri orqali elektro- optik modulyatorning chiqishi. Elekro – optik modulyatorning kesish chastotasi 10 8 – 10 9 Hzni tashkil qiladi. Keyinchalik esa Faradey kuchga asoslangan Magneta – optik modulyatorlarni yaratdi. Magneta – optik modulyatorlar kamdan – kam hollarda o„zgarishi sababli past faoliyatga ega. Chunki bir kichik modulyatsiya chuqurligi sezilarni darajada optik nurlanish shimib oladi. 11
modulyatorlar eng istiqbolli bo‟lib, ular massivlardan yuqori tezlikda va past nazorat kuchlanishlarida (bir necha volt tartibida) farqlanadi, bu ularni mikroelektron qurilmalar bilan yaxshi mos keladi. Ushbu modulyatorlar lityum niobat va lityum tantalatdan tayyorlangan. Yarimo„tkazgichlar nozik plyonkali elektro – optik modulyator sifatida ham qo„llaniladi. Yarimo‟tkazgich n – p o„tishlarida chiziqli elektro – optik ta‟zir teskari kuchlanish qo„llanilishi – erkin tashuvchilarning konsentratsiyasining o„zgarishi, bu dielektrik doimiy va sinishi indeksi o„zgarishiga olib keladi. Galiy arsenid yoki indiy fosfidiga asoslangan nozik plyonkali tuzilmalardan nazorat kuchlanishi bir necha voltni tashkil qiladi. Yarimo„tkazgichli inshootlarda nurlanish intensivligini modulyatsiya qilish printsipi ham amalga oshiriladi. Yarimo„tkazgichdagi nurlanishning intensivligi eksponent tarzda pasayadi, modulyatsiya chuqurligi 0,6 – 0,7 ga, yutilish koeffitsiyenti 10 marta o„zgarganda erishiladi. Yarimo„tkazgich modulyatorlari erkin tashuvchilar tomonidan singishi asoslangan, tashuvchisi zichligi tashuvchisi quyish orqali sozlanishi, n – p nuqtasi. Bunday modulyatorlarning afzalligi past ish kuchlanishlari, dizaynning soddaligi, ishonchliligi va yuqori ishlab chiqarish qobiliyati yuqoriligidir. Kamchiliklari esa modulyatsiya paytida tashuvchi konsentratsiya o„zgarishining strukturaning boshqa elektrofizik parametrlariga ta‟sirini o„z ichiga oladi. Yüklə 35,76 Kb. Dostları ilə paylaş:
|