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第 2 部分：光通道在光纖放大器或光纖激光器的定量模型中，我們需要以某種方式描述在光纖中傳播的光。具體應(yīng)該如何做，很大程度上取決于具體情況。在大多數(shù)情況下，我們處理的是不同波長(zhǎng)的不同光波——例如，泵浦波和信號(hào)波。在更復(fù)雜的情況下，我們可能有多個(gè)泵浦和信號(hào)波，也可能有來自放大自發(fā)發(fā)射(ASE) 的光（請(qǐng)參閱我們的光纖放大器教程的第 4 節(jié)）。

紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。發(fā)射機(jī)：一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。

（b）光纖耦合器，雙包層光纖，多芯光纖，平面光波導(dǎo) 可以模擬雙包層光纖中的泵浦吸收，研究光束在光纖耦合器中的傳播，光在錐形光纖中的傳播，分析光纖彎曲的影響，放大器中的交叉飽和效應(yīng)，泄漏模式等。

光纖放大器的教程包含以下十個(gè)部分： 1、光纖中的稀土離子 2、增益和泵浦吸收 3、穩(wěn)態(tài)的自洽解 4、放大的自發(fā)發(fā)射 5、正向和反向泵浦 6、用于大功率操作的雙包層光纖 7、納秒脈沖光纖放大器 8、超短脈沖光纖放大器 9、光纖放大器噪聲

我們通過建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場(chǎng)下引導(dǎo)光傳輸。 建模任務(wù) 光波導(dǎo)的工作原理 光波導(dǎo)使用內(nèi)部全反射(TIR)來“捕獲”光波導(dǎo)板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。

我們通過建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場(chǎng)下引導(dǎo)光傳輸。 建模任務(wù) 光波導(dǎo)的工作原理 光波導(dǎo)使用內(nèi)部全反射(TIR)來“捕獲”光波導(dǎo)板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。

我們通過建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場(chǎng)下引導(dǎo)光傳輸。 建模任務(wù) 光波導(dǎo)的工作原理 光波導(dǎo)使用內(nèi)部全反射(TIR)來“捕獲”光波導(dǎo)板內(nèi)的光。為此，采用光柵耦合入射和出射光，并確保滿足內(nèi)部全反射條件。

（2） 采用EDFA的光纖通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路光波信號(hào)的放大，實(shí)現(xiàn)200km、40Gbit/s的傳輸。用仿真軟件搭建一個(gè)WDM系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)誤碼情況。2、系統(tǒng)仿真：（1）仿真LD、LED直接調(diào)制系統(tǒng)的輸出光譜，觀察系統(tǒng)輸出性能。LD系統(tǒng)設(shè)計(jì)：仿真系統(tǒng)連接圖如圖所示，采用直接調(diào)制，調(diào)制速率為10Gbit/s。

信息被編碼到光信號(hào)上，要么是通過調(diào)制激光器的驅(qū)動(dòng)電流，要么使用與激光器分離的外部調(diào)制器。光波隨后沿光纖傳播，直至波導(dǎo)接收器（包含一個(gè)光電二極管和一個(gè)跨阻放大器）接收為止。這些接收器將光纖的高頻光信號(hào)處理為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。光學(xué)波導(dǎo)的材料屬性非常重要。除了適當(dāng)?shù)恼凵渎释?，材料的吸收特性也很重要，因?yàn)檫^高的光吸收會(huì)導(dǎo)致信號(hào)損耗。因此，波導(dǎo)是透明的，由玻璃或透明塑料制成。

光電器件和電光器件都可以與光波和電場(chǎng)相互作用，但它們的相互作用方式有所不同。光電器件可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)與光信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，而電光器件的核心在于電場(chǎng)如何利用器件中材料的光學(xué)屬性來控制、調(diào)制和操縱光。電光器件的一些示例包括光開關(guān)、調(diào)制器和高頻放大器。光電器件的基本機(jī)制光電器件依托多種基本機(jī)制運(yùn)行，包括：光電效應(yīng)、光伏效應(yīng)、電致發(fā)光和受激輻射。

光學(xué)參量放大和振蕩四波混頻相關(guān)的一個(gè)效應(yīng)是光學(xué)參量放大和振蕩。將某個(gè)頻率的光注入射到光纖中，能在另一頻率上產(chǎn)生非線性增益。這可以被用來放大信號(hào)或進(jìn)行參數(shù)振蕩，即在不注入這種頻率的光的情況下也會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量。與基于非線性晶體材料的參量放大器和振蕩器相比，參量光纖器件在泵浦光附近有信號(hào)光和閑置光，而不是泵浦光的兩倍。

我們通過建立一個(gè)簡(jiǎn)單的“HoloLens 1”型（1D-1D出瞳放大器）布局模型來演示這種能力，該設(shè)備能夠在32°×18°的視場(chǎng)下引導(dǎo)光傳輸。

可調(diào)諧激光器（TLS）（Santec TSL-710）經(jīng)摻鉺光纖放大器（EDFA）放大。通過偏振控制器（PC）使光與MZM的偏振態(tài)保持一致。第二臺(tái)EDFA設(shè)置在MZM輸出端后以補(bǔ)償光損耗，并采用光學(xué)帶通濾波器（OBPF）降低受激輻射噪聲。接收光功率經(jīng)可變光衰減器（VOA）調(diào)節(jié)后，通過90GHz帶寬光探測(cè)器（PD）（XPDV4120R-WFFP）進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換。

本例說明了通過一束更短的泵浦光對(duì)種子光進(jìn)行拉曼放大的過程。泵浦光波長(zhǎng)為1.06u，種子光的波長(zhǎng)是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個(gè)空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個(gè)拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時(shí)將種子光放大。在這個(gè)模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強(qiáng)分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。

本例說明了通過一束更短的泵浦光對(duì)種子光進(jìn)行拉曼放大的過程。泵浦光波長(zhǎng)為1.06u，種子光的波長(zhǎng)是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個(gè)空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個(gè)拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時(shí)將種子光放大。在這個(gè)模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強(qiáng)分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。

本例說明了通過一束更短的泵浦光對(duì)種子光進(jìn)行拉曼放大的過程。泵浦光波長(zhǎng)為1.06u，種子光的波長(zhǎng)是1.54u。泵浦光和種子光都有畸變，種子光穿過一個(gè)空間濾波器，去除其他光束的干擾。種子光和泵浦光結(jié)合后穿過一個(gè)拉曼增益器，放大器衰減泵浦光同時(shí)將種子光放大。在這個(gè)模型中，泵浦光的任何相位都沒有附加到種子光上。泵浦光和種子光的光強(qiáng)分布反映了光闌邊緣的衍射效應(yīng)以及光束中的偏差。

被測(cè)加速度計(jì)在該方向的靈敏度可由下式計(jì)算：其中：Sref：參考傳感器靈敏度；Vuut、Vref：分別為被測(cè)傳感器和參考傳感器的輸出電壓；Guut、Gref：分別為被測(cè)傳感器和參考傳感器電荷放大系數(shù)。

光電傳感器產(chǎn)品介紹代表型號(hào)：CX-400系列產(chǎn)品概述：1. CX-400系列放大器內(nèi)置型小型光電傳感器;2. 減少對(duì)環(huán)境影響，電力消耗最大削減60%;3. 省施工具有防干擾功能;4. 抗干擾性能強(qiáng)的CX-400型獲得進(jìn)一步增強(qiáng)。裝備耐變頻器電路，能使峰值波長(zhǎng)進(jìn)行偏移，使產(chǎn)品的耐變頻器光波或高壓變頻調(diào)速電機(jī)的高頻干擾等性能進(jìn)一步增強(qiáng)。5.

納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。傳感器和生物傳感器表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。

納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。傳感器和生物傳感器表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。