Üçgen pulslarla modüle edilmiş lazer ışınımının istatistiksel karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Optik sinyallerle bilgi iletilmesi sürecinde radyasyonun, bilgi içeren sinyallerle modüle edilmesi gerekir. Fakat optik frekanslarda modülasyon, sinyalinin biçimi ile beraber onun istatistiksel karakteristiklerini de değiştirdiğinden optik iletişim sistemlerinin oluşturulmasında bu gerçeğin dikkate alınması gerekir.Bu amaçla, optik ışımanın modülasyonu için üçgen biçimli sinyaller kullanılarak optik ışımanın istatistiksel özelliklerine etkisi ele alınmıştır. Yarı klasik yaklaşımla, modüle edilmiş optik ışımanın foto sayı dağılımı için genel ifadeler elde edilmiştir. Işığın belirli zaman aralığında ışığa duyarlı yüzeyden kopardığı foto elektronların sayılmasına dayanan foto sayı yöntemi ve bu yöntemin kullanılmasına yönelik deney düzeneğinin yapısı açıklanmıştır. İlk olarak modüle edici sinyalin frekansının, lazer ışınımının foto sayı dağılımının üzerindeki etkileri incelenmiştir. Modüle edici sinyalin frekansının 100 Hz, 900 Hz ve 10 kHz değerleri için foto sayı dağılımlarının, modülasyona uğramamış ışınımın foto sayı dağılımlarına göre daha genişlemiş olduğu ancak foto sayı dağılımının modüle edici sinyalin frekansından etkilenmediği tespit edilmiştir. Modülasyon katsayısı ile foto sayı dağılımları arasındaki ilişki incelendiğinde ise, modülasyon katsayısının artışı ile foto sayı dağılımlarının varyansının arttığı saptanmıştır. Deneysel sonuçların teorik sonuçlarla karşılaştırılarak uyum içinde oldukları tespit edilmiştir.

In the process of information transmission with optical signals, the radiation must be modulated with information containing signals. However, the optical frequency modulation changes both the form and statistical characteristics of the signal, and this fact should be taken into consideration in the development of the optical communication systems.For this reason, triangle-shaped signal was used for the modulation of optical radiation and its effects on the statistical properties of radiation were studied. General expressions were obtained for the photo-count distribution of modulated optic radiation by semi-classical approach. The photo-count method, which is based on counting the photoelectrons knocked out of the photosensitive surface by radiation in certain time intervals, was explained and the experimental set up of this method for the application was described. First, the effects of the modulating signal frequency on the photo-count distribution of laser light were investigated. The widths of the photo-count distributions calculated for modulating frequencies of 100 Hz, 900 Hz and 10 kHz were found to increase compared to unmodulated radiation for each frequency value while the photo-count distribution was not affected by the frequency of the modulating signal. From the investigation of the relationship between the modulating coefficient and photo-count distribution, it was found that the variance of photo-count distribution increased with the increase of modulating coefficient. Comparison of theoretical and experimental results showed that the theoretical results were in good agreement with experiments.