1. Описание экспериментального макета

Для реализации функции пропускания вида (4) идеального гармонического модулятора необходимо обеспечить конфигурацию сечения пучка, определяемую модулирующей функцией, что значительно усложняет конструкцию модулятора. На практике часто используется модуляция излучения близкая к гармонической посредством растра с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, размер которых и расстояние между ними равны диаметру сечения пучка.

В процессе работы такого растра в параметры модулированного сигнала вносятся погрешности, вызванные технологическими погрешностями растрового модулятора, появляющимися за счет смещения центра отверстий растра вдоль радиуса вращения смещения центра отверстий вдоль окружности, на которой расположены отверстия вследствие смещения центра растра при его вращении.

Для изготовления отверстий, расположенных на одинаковом угловом _Т расстоянии друг от друга и одинаковом удалении от центра вращения, при постоянной скорости ₀ вращении, период модуляции равен

;

где Z - число отверстий, ₀ - угловая частота модуляции, f₀ - частота модуляции, Гц.

Если отверстия растра смещены относительно среднего отверстия на угол ±_T, то это изменит длительность периода на величину , а частоту модуляции на величину . При этом относительные изменения частоты модуляции можно представить в виде .

Наличие смещения  центра вращения модулирующего растра приводит к изменению углового периода растра _ на величину _T, которая связана с величиной эксцентриситета  формулой . При этом изменении _T вызывают частотную модуляцию .

Мгновенное значение частоты принимает вид: .Таким образом, наличие эксцентриситета вызывает периодическую модуляцию частоты в пределах

с частотой (n_p - частота вращения растра, с^-1).

Круговая частота (t) есть производная от полной фазы колебания потока на выходе модулятора. Поэтому если прозрачность растра изменяется по закону (t) = ₀₁sin, то набег полной фазы за время t будет равен:

Таким образом, периодическая модуляция с частотой ₀ в пределах _max эквивалентна гармонической модуляции фазы с той же частотой в пределах угла . Таким образом, коэффициент пропускания растра будет равен: (t) = ₀₁sin(₀tsin₀t). Если участки растра между поверхностями непрозрачны, то ₁=₀. За счет смещения отверстий растра вдоль радиуса коэффициент пропускания ₀ зависит от времени, поэтому общий коэффициент пропускания можно записать в виде

Схема экспериментальной установки показана на рис.3. В качестве источника излучения в лабораторной установке используется оптический квантовый генератор KLM650/20, излучение которого мощностью ~20мВт на длине волны =0,650 мкм с углом расходимости =0,7 мрад формируется оптической системой из последовательно установленных конденсора К и объектива О с ирисовой диафрагмой в параллельный пучок, направленный на фотодетектор.

Модулирующий диск, расположенный за объективом (набор дисков) выполнен в виде тонкой неметаллической пластины с чередующимися прозрачными и непрозрачными для излучения ОКГ участками приводится во вращение с помощью электродвигателя постоянного тока. Изменение скорости вращения диска, определяющее изменение частоты модулированного светового потока на его выходе, задается изменением напряжения Е_дв., питания электродвигателя. После модуляции световой сигнал формируется на фоточувствительной поверхности фотодетектора ФД. Фотодетектором служит фотодиод ФД-7К с диаметром фоточувствительной площадки 10 мм. Усиленный электрический сигнал фотодетектора подается на вход осциллографа С1-64А.

Рис. 3. Функциональная схема экспериментальной установки