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實(shí)驗名稱(chēng)：PMN-PT透明陶瓷在電光調制領(lǐng)域的應用探索 測試目的： PMN-PT透明陶瓷具有優(yōu)良的電光性能，但由于制備高透明陶瓷的難度，其在光通信領(lǐng)域的應用研究很少。為了探索其在光通信中的應用，我們基于Sm摻雜含量0.5%mol的PMN-PT透明電光陶瓷設計了一款電光調制系統。圖1(a)是該信號傳輸裝置的示意圖。從左到右依次是632nm的He-Ne激光器，起偏器，透明電光陶瓷，檢偏器，硅光電池及后續二級放大電路。信號發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生初始信號，示波器可以直觀(guān)觀(guān)察到發(fā)送和接收到的信號，電腦端使用了自己編的LabVIEW程序可以將信號顯示到屏幕上。 測試設備：高壓放大器、信號發(fā)生器、示波器、He-Ne激光器、起偏器、電光陶瓷、電腦等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：(a)電光開(kāi)關(guān)的原理示意圖(b)光強隨電場(chǎng)的變化 圖1(a)是電光開(kāi)關(guān)的原理示意圖。如圖所示，將電光材料放置于兩相互垂直的偏振片之間時(shí)，在未加電場(chǎng)時(shí)，由于起偏器檢偏器相互垂直，理論上激光不能透過(guò)檢偏器，但是當在電光材料上施加一電場(chǎng)時(shí)，由于電光效應使得通過(guò)電光材料的偏振光的偏振態(tài)發(fā)生偏轉，從而可以有一部分光透過(guò)檢偏器，透過(guò)光的強弱可以通過(guò)施加的電場(chǎng)大小來(lái)調控。當施加的電壓為半波電壓時(shí)，o光和e光相位差達到180度，光的偏振態(tài)旋轉90度，此時(shí)透射出透明陶瓷的光的偏振方向與檢偏器平行，光強達到峰值，如圖1(b)所示。如圖2所示，我們可以通過(guò)高壓放大器將信號電壓施加到材料的兩端，利用材料本身的電光效應，實(shí)現電信號到光信號的調制，解調端利用光電轉換模塊將光信號解調為電信號，通過(guò)串口將信號發(fā)送到電腦復原并顯示出來(lái)，目前已經(jīng)實(shí)現數字信號和模擬信號的傳輸。 圖2：電光調制系統原理示意圖 在試驗過(guò)程中的信號解調部分，為降低調制電壓，提高接收端的靈敏度，我們使用了一個(gè)二級放大電路，如圖3所示，使用了一個(gè)T型網(wǎng)絡(luò )比例運算放大電路和一個(gè)同相比例放大電路相結合的二級放大電路，可以實(shí)現小信號下實(shí)現100倍的增益，同時(shí)在后端加入一加減運算電路，可以實(shí)現信號的偏置調節，這樣就可以任意調整閾值，可以最大程度的減小環(huán)境光強對其的影響。通過(guò)此放大電路，我們實(shí)現了低電壓條件下電光信息調制，我們將調制電壓控制在0.5kV/cm以?xún)�，后續可以進(jìn)一步提高靈敏度，控制環(huán)境光強，電場(chǎng)還可以更低，在本文中，因實(shí)驗環(huán)境等原因，僅使用0.5kV/cm電場(chǎng)對音頻信號進(jìn)行調制。 圖3：信號接收端放大電路電路圖 實(shí)驗結果：模擬信號傳輸的實(shí)際光路圖和信號對比圖，我們使用手機藍牙作為信號的輸入端，將模擬信號加載到陶瓷片兩端，通過(guò)電光效應實(shí)現電信號到光信號的調制后，采集原始信號和光強信號，如圖4(b)所示，可以看出，原始音頻信號和經(jīng)調制后的激光信號的波形基本保持一致，說(shuō)明經(jīng)本PMN-PT透明電光陶瓷調制后的音頻信息具有很好的保真度。 圖4：(a)電光調制音頻信息傳輸實(shí)際光路和電路示意圖(b)音頻信號原始數據與接收數據對比 高壓放大器推薦：ATA-7030圖：ATA-7030高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html |
