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

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

　　光發射設備

　　在激光發射機中，激光器的性能好壞決定了發射機的性能好壞，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，動態范圍要大。

　　(2)系統使用的特殊環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物的大量產生，影響系統工作穩定及對有用信號造成干擾等等。

　　光發射機的核心是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)。光發射機通過自動溫度控制(ATC)、自動光功率控制(APC)電路穩定輸出光功率;信號輸入后采用寬帶放大，然后通過光調制技術將射頻信號轉換為光信號(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定主要在表現在以下幾個方面。

　　激光器的閥值電流隨溫度變化呈現為指數規律變化，并隨器件的老化而增加，從而使輸出光功率發生很大的變化。

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

　　隨著溫度的升高，激光器的發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?，穩定輸出光功率。由于激光器的閥值電流和光電轉換效率都會隨溫度和器件的老化而發生變化，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;控制激光器的調制電流的幅度，使其自動跟隨光電轉換效率的變化而變化。

　　在通常情況下激光器的光電轉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定。