射頻光傳輸設備及其在核電磁脈沖防護中的應用

　　射頻信號光傳輸系統(tǒng)

　　射頻信號光傳輸的基本組成如圖1所示。在發(fā)送端，射頻信號通過射頻信號放大、濾波等(具體根據(jù)實際需求處理)，再通過電光轉(zhuǎn)換，將射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號在光纜中傳輸;接收端接收光信號，首先進行光電轉(zhuǎn)換，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過放大和濾波處理后輸出射頻信號。

　　光發(fā)射設備

　　在激光發(fā)射機中，激光器的性能好壞決定了發(fā)射機的性能好壞，因此對激光器的線性要求特別苛刻：

　　(1)要求激光器器件的自身噪聲極低，動態(tài)范圍要大。

　　(2)系統(tǒng)使用的特殊環(huán)境要求設備適應性要強，也就要求激光器器件的溫度適應范圍要寬。

　　(3)輸入信號的特殊性要求激光器必須有很好的線性指標，即：CSO(組合二次)、CTB(組合三次)和C/N(載噪比)指標，避免自身的非線性產(chǎn)物的大量產(chǎn)生，影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定及對有用信號造成干擾等等。

　　光發(fā)射機的核心是DFB激光器組件，此外還有電源、激光器偏置電路、功率控制電路、光檢測電路(光檢測器用于光功率檢測與自動功率控制)。光發(fā)射機通過自動溫度控制(ATC)、自動光功率控制(APC)電路穩(wěn)定輸出光功率;信號輸入后采用寬帶放大，然后通過光調(diào)制技術將射頻信號轉(zhuǎn)換為光信號(見圖2)。

　　光功率自動控制電路

　　由于半導體激光器對溫度的變化很敏感，要獲得穩(wěn)定的光輸出，就要有自動控制電路。溫度的變化和器件的老化給激光器帶來的不穩(wěn)定主要在表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　激光器的閥值電流隨溫度變化呈現(xiàn)為指數(shù)規(guī)律變化，并隨器件的老化而增加，從而使輸出光功率發(fā)生很大的變化。

　　隨溫度的升高和器件的老化，激光器的電光轉(zhuǎn)換效率降低，使輸出光功率發(fā)生變化。

　　隨著溫度的升高，激光器的發(fā)射波長的峰值位置移向長波?？刂齐娐返淖饔镁褪窍郎囟茸兓推骷匣瘜敵龉夤β实挠绊?，穩(wěn)定輸出光功率。由于激光器的閥值電流和光電轉(zhuǎn)換效率都會隨溫度和器件的老化而發(fā)生變化，因此，要精確控制激光器的輸出光功率，應從兩個方面考慮：控制激光器的偏置電流，使其自動跟蹤閥值的變化，使激光器總是偏置在最佳的工作狀態(tài);控制激光器的調(diào)制電流的幅度，使其自動跟隨光電轉(zhuǎn)換效率的變化而變化。

　　在通常情況下激光器的光電轉(zhuǎn)換效率隨溫度的變化不是很敏感。在不增加成本的情況下，簡化控制電路，采用直接檢測激光器的平均輸出光功率來控制偏值電流，從而維持輸出光功率的穩(wěn)定。