有些词句放在一起,非常容易混乱
激光器是相干光
激光器需要谐振腔
相干光模块通过相干提升信噪比
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激光器的那个相干,和谐振,和相干光模块的那个相干,本质上都是一回事,在说这个之前,先聊点生活上的事情
学医的小伙伴都知道,人们说话是声带振动产生一个初始波动,声波在人体共鸣腔内不断反射,形成“共振”现象,把声波放大了。
共振,频率相同相位相同,则波叠加,幅度提高。也就是满足共振条件的波,幅度得以增强。
频率相同,是因为这个波是原始的波反射回来的,当然一样。
要相位相同,就有了共鸣腔的腔长要求,让反射回来的波刚好和原始的波能重叠,形成“驻波”
钢琴,古筝,吉他,二胡...,都有一个空腔,叫做共鸣腔,和咱们说话的原理是一样的,弹动琴弦,如果没有这个共鸣腔,听起来和弹棉花一样,噗噗的,不带感。有了这个共鸣腔,琴弦的拨动产生的初始声波,在腔内不断反射,形成“共振”现象,特定频点的声音被放大,听起来悠扬悦耳,好的乐器能做到一点杂音都没有。
小学生都知道的,如果走路的频率刚好和桥的频点一致,则会产生“共振”,桥上下抖动,容易断裂。这种现象需要“避免”
2021年深圳某高楼出现大幅度的晃动,专家说,这是“共振”现象引起的。
谐振,简谐振动,最基本的机械振动,有其特定谐振频率,通过谐振可以产生功能。
干涉,是多个光波产生的能量叠加后的二次分布,会出现干涉后能量最大的点,也出现干涉后的能量最小的点, 有明暗条纹分布。
干涉后出现的能量最大的分布处,是“共振”现象形成的光波放大。
光栅就是产生谐振的光的腔体,让光反射,形成某个频点的“共振”,这也叫干涉,所以激光是相干光,激光是“受激辐射光放大”的英文首字母简写LASER的中文翻译。
无论叫激光,还是叫相干光,还是叫共振,或者谐振,名字不重要,目的很重要,需要特定频点的“放大”,比如1310nm的光,频率是288.8THz,把这个频点的幅度放大1000倍,俗称SMSR为30dB,如果能放大到一万倍,在光谱中测试的SMSR就是40dB。 还有写窄线宽激光器的边模抑制比能做到50dB,这意味着主模的那个频点被放大到是次模频率能量的10万倍。
在光纤中传输的光,我们期望的是一个特定频率的光,用相干来做,传输性能得到极大的提升。
激光器,是自己辐射的光波,和谐振腔中反射回来的光波产生的“共振”,也叫“干涉”,所以是自相干。
相干光模块的干涉,则是由信号光的光波,和本地振荡光LO的光波,二者进行干涉,干涉后的那个频点被放大。
由于我们提前知道信号光在哪个频点,比如192THz,这个频率,那么我们把本振光源的频率也调到192THz,那对于信号而言,就有了再次“放大”的效果。
本振光,本地的(区别于信号光是远处传回来的)振荡光波。
由于相干光模块在接收端,做了干涉处理,信号放大了。噪声可没有被共振,噪声不变。信噪比就变大了,当然可以提升灵敏度的效果了。
相干光模块的接收端,有些厂家叫做“混频器”,频,就是咱们用来控制频率和相位来产生共振放大效果的按个“频”,把本振光与信号光两束光波混合后一点点调整到合适的可共振放大的地方。
有些混频器,可以用MMI来说,MMI叫多模干涉器,从“干涉”俩字,就起到对相干的“干”前后呼应的效果。
相干接收,和激光的相干,二者的区别在于一个是信号光与本振光干涉共振放大,一个是初始光与自己的反射光进行干涉共振放大。
放大,是我们需要的。
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