光学混频光学混频和非线性光学的应用
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发布时间：2024-07-03 01:03
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时间：2024-08-06 15:08
光学混频技术在多个领域中发挥着关键作用，特别是在激光探测和相干光通信中。首先，激光外差探测利用了与无线电波段外差探测类似的原理。信号光束与本机振荡光束在光探测器上叠加，通过高反应速度的探测器检出差频信号，然后通过中频放大器放大并分析，提高了探测的灵敏度，通常比直接探测高出7-8个数量级。该系统由光学天线、本机振荡器、光混频器（如碲镉汞探测器）、中频放大器、窄带带通滤波器和终端机组成，其中光混频器是核心组件。
外差探测有主动式和被动式两种，主动式通过发射激光束照射目标，接收反射回来的回波，被动式则直接接收目标辐射。利用多普勒效应，可以测量目标的运动速度。外差接收机的灵敏度用噪声等效功率（Pne）衡量，不同类型探测器（光电导型和光伏型）对应的Pne表达式不同。例如，10.6微米波段的外差接收机极限灵敏度为Pne/B=1.87×10-20瓦/赫兹。
在相干光通信中，采用外调制方式将信号与光载波结合。接收端通过与一本振光信号进行相干耦合，平衡接收机进行探测。根据本振光频率与信号光频率的关系，分为外差检测和零差检测。外差检测需将光信号转换为中频信号后二次解调，而零差检测则要求本振光频率与信号光频率严格匹配并保持相位锁定，可以直接转换基带信号，但条件更为严格。
扩展资料
两束或两束以上不同频率的单色强光同时入射到非线性介质后，通过介质的两次或更高次非线性电极化系数的耦合，产生光学和频与光学差频光波的现象。
