激光是“利用辐射的受激发射实现光放大”(Laser,Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的简称。激光与普通光不一样,它具有非常宝贵的特性:
1)激光器发出的光具有很强的方向性。
2)激光单色性很高,有很窄的频谱除发出可见光外,还包含紫外线、红外线等,频谱很宽。
3)激光器发光功率非常大。
正是由于激光的这些宝贵的特性,激光才能作为电视信号的载体,而普通光则不能作为载体。
激光也是电磁波,它和其它所有频率的电磁波一样,光波长、光频率、光周期之间的关系式如下: λ= c/f f=1/T
式中 λ——波长;
C——光速=3×10^8m/s
f——频率;
T——周期;
例如在有线电视中所采用激光的波长 λ=1550nm=1.55µm=1.55×10^-6m
激光频率 f=(3×10^8)/(1.55×10^-6)=1.94×10^8MHz=194THz
激光来源于近年研制的可宽带调制激光器或外调制激光器,它们将电视信号转换成激光,叫电光调制(又叫光强度调制)。
电光调制分为基带调制、模拟调制和数字调制3种,若按激光器驱动电流施加部位可分为直接调制(又叫内调制)和外调制两种。
调制信号若是视频信号叫基带调制,若是射频信号叫模拟调制,若是数字信号叫数字调制。对光数字调制,无论传输速率多高,只有两种状态:有光信号和无光信号。
光的直接调制是将电信号叠加到激光器的偏置电流上,然后直接驱动激光器,使激光器输出的光强度随驱动电流的变化而变化。光直接调制除了光强度变化外,激光频率也会跟着变化,这种附加的频率调制叫做Chriping (卡普声);光直接调制的另一个主要矛盾是电——光变换的非线性。因此,光缆有线电视传输中激光器是非线性失真的主要来源;而电缆传输有线电视,非线性失真主要来源于多级干线放大器的级联。
光外调制不是将驱动电流直接施加于激光器,而是施加于外调制器上,它没有附加频率调制。
玻璃材料是目前损耗最小的导光体,光纤的纤心就是由超高纯度的二氧化硅制造的,纤心外还包层、一次涂复和二次被复层。
为了使激光在光纤内传播,除了要求光纤心和包层交界面处是全反射角的条件外,还要求入射光线与光纤轴线的入射角θc小于某一个值,这个最大入射角θcxma称为孔径角。而Sinθcmax称为数值孔径(NA,Numerical Aperture)。