КОЭ (1084716), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Р ис. 11.15. структура -фотодиода:

Структура -фотодиода пояснена на рис. 11.15. Он состоит из низкоомной подложки, слабо легированного (собственного) слоя и тонкого низкоомного -слоя толщиной до 0,3 мкм, через которые производится освещение.

Низкоомные и -области выполняют роль контактов (а). Наличие центрального высокоомного слоя приводит к увеличению ширины слоя объемного заряда (б). Его толщина d подбирается так, чтобы поглощение света происходило в этом слое (в), совпадающем со слоем объемного заряда. При приложении обратного смещения U обедненный слой распространяется на всю область.

В стационарном режиме плотность полного фототока, протекающего через обратносмещенный переход, можно разбить на две части:

где Jap — плотность дрейфового тока, обусловленного генерацией носителей в слое толщиной d, а Л,фф — плотность диффузионного тока, обусловленного генерацией носителей.

Будем считать толщину приповерхностного слоя -типа существенно меньше . Скорость генерации электронно-дырочных пар

При этих условиях дрейфовый ток

Плотность диффузионного тока

концентрация неосновных носителей (дырок)

Полная плотность фототока

43. Гетеродинный принцип детектирования когерентного излучения.

В Пихтине не нашел. Вот что нашел.

Гетеродинирование- преобразование несущей частоты сигнала с использованием вспомогательного генератора гармонических колебаний (гетеродина), используемый для преобразования несущей частоты сигналов.

Гетеродинирование основано на тригонометрическом равенстве:

Левая часть представляет собой произведение двух синусоид. Правая часть - разность косинусов суммы и разности аргументов соответственно.

Используя это равенство, результат умножения двух гармоник - и может быть выражен следующим образом:

В результате получаем два сигнала промежуточных частот f₁ + f₂ и f₁ - f₂.

a)Исходные сигналы с частотами f₁ = 20Гц и f₂ = 2 Гц b) Произведение сигналов c) Спектры исходных сигналов и их произведения

44. Принципы оптоэлектронной обработки информации.

Оптические методы оказываются очень подходящими для решения целого ряда задач обработки изображений.

В качестве иллюстрации принципов обработки информации в когерентном свете рассмотрим преобразование оптического сигнала, выполняемое тонкой положительной линзой. Мы имеем плоский транспарант в виде окна с функцией пропускания f(x, у), который освещается плоской монохроматической волной, распространяющейся в направлении z. Пусть комплексная амплитуда этой волны известна и равна . Тогда при прохождении транспаранта на самом окне в точке z = 0 комплексная амплитуда будет равна f(x, у). За счет явлений дифракции волновой фронт исказится. При z>0 он не будет плоским и его структура будет определяться функцией f(x у). Для нахождения распределения светового поля на достаточно большом расстоянии z разобьем транспарант на малые, почти точечные площадки. Согласно принципу Гюйгенса — Френеля, каждая такая точечная площадка излучает в пространство сферическую волну синфазно с падающей волной. Амплитуда каждой из волн с точностью равна f(x у). Распределение поля на сфере с радиусом r = z будет определяться интегралом Френеля с интегралом

Строгий математический анализ дает следующий результат: в дальней зоне при больших z распределение комплексных амплитуд на сфере радиусом z есть двумерный Фурье-образ функции пропускания окна (транспаранта) f(x, у). Этот результат имеет фундаментальное значение для обработки информации методами когерентной оптики. Любое смещение окна в его плоскости приводит только к появлению линейного фазового сдвига. Дальняя зона соответствует выполнению условия где r — характерные поперечные размеры транспаранта (окна).

Возьмем собирающую линзу с фокусным расстоянием f, которая перенесет изображение из бесконечно удаленной плоскости в свою фокальную плоскость. Для осуществления точного преобразования Фурье необходимо транспарант f(х, у) поместить в переднюю фокальную плоскость линзы. В этом случае распределение комплексных амплитуд F(u, v) в задней фокальной плоскости Р2 в точности соответствует двумерному Фурье-образу распределения комплексных амплитуд f(x, у) на транспаранте, т. е.

(12,1)

При помещении транспаранта не в фокальной плоскости в соотношении (12.1) появляется дополнительный фазовый множитель, который не играет роли, если приемник регистрирует не амплитуду, а интенсивность волны.

45. Использование оптоэлектронных приборов в системах связи.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) осуществляют передачу информации с помощью оптических сигналов по волоконным световодам.

В волоконно-оптической связи применяют две системы передачи информации и, следовательно, две системы модуляции — аналоговую и цифровую (рис.

1 2.6).

Рис. 12.6. Структурные схемы аналоговой (а) и цифровой (б) систем передачи информации по ВОЛС. Пунктирными линиями показаны устройства, применение которых не обязательно

Каждая из линий связи состоит из трех частей: передающего модуля^ самой линии связи вместе с ретрансляторами и приемного модуля. В передающем модуле подлежащие передаче электрические сигналы через электронную схему возбуждения и кодировки преобразуются в оптические сигналы. В качестве преббразователя электронного сигнала в оптический в ВО Л С используются или светодиоды, или инжекционные гетеролазеры. Оптическое излучение вводится в волоконный световод и распространяется.

Аналоговая система (рис. 12.6, а) заключается в модуляции интенсивности излучения пропорционально входному электрическому сигналу. Она проста, экономична, не требует использования кодирующих схем, однако на качество передачи очень сильно влияют разного рода нелинейные искажения

на небольшие расстояния, до 10 км.

Цифровая система (рис. 12.6, 6) предполагает передачу информации в виде световых импульсов. В случае, когда на вход поступает аналоговый электрический сигнал, он предварительно кодируется в процессе импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), мультиплексируется, затем кодируется в передающей схеме и после этого производится импульсная модуляция интенсивности излучения лазера или светодиода. В приемном модуле осуществляется обратное преобразование системы световых импульсов

Эта схема удобна для реализации широкополосной передачи высокого качества, в том числе на большие расстояния.

Характеристики

Список файлов учебной работы