李正大，解 琳

(1.長沙學(xué)院，湖南 長沙 410003;2.湖南師范大學(xué)，湖南長沙 410006)

隨著社會的進(jìn)步，人們需要傳遞的信息量越來越大，對通信的質(zhì)量要求越來越高隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近幾十年來出現(xiàn)了一種新的通信方式——光通信。這里介紹兩種簡單光通信的演示實驗，器材簡單，原理清晰，一目了然。

1 光通信的演示

如圖1，將12 V的掉燈泡、6 V直流電源和0～100Ω的可變電阻組成一個串聯(lián)電路。

圖1 光通訊的演示圖

調(diào)節(jié)可變電阻，是燈泡發(fā)光。打開磁帶錄音機(jī)，學(xué)生可以聽到聲音。將插塞插入磁帶錄音機(jī)的耳機(jī)插座，是錄音機(jī)的音頻輸出200uF的電容加在燈泡的兩端，這是聲音消失，但看到電珠出現(xiàn)閃光，這說明光波已被聲音調(diào)制，學(xué)生好像“看見”了聲音，但沒有產(chǎn)生聲音的感覺。如果將調(diào)制后的光束向一個接收器如硅光電池傳送，則硅光電池將把調(diào)制的光信號變成音頻信號，再送到擴(kuò)音機(jī)，則立即又聽到聲音。如果用手機(jī)遮斷光線，聲音立即停止，這就證明擴(kuò)音機(jī)的聲音的確來自電珠的光線。直線電壓的大小，直接影響傳送信號的音質(zhì)，當(dāng)直流電壓比調(diào)制信號的幅度值大時，音質(zhì)較好。在要求不高的情況下，也可將圖中的直流電源改用一節(jié)1.5伏的干電池，電珠用手電筒的電珠即可。

我們也可用收錄機(jī)代替擴(kuò)音機(jī)，方法是這樣的:取出錄音機(jī)內(nèi)的磁帶，將硅光電池的音頻信號插頭插入收錄機(jī)的“MIC”插孔，同時按下”REC”與“PLAY”兩個按鈕，這時收錄機(jī)就變成一部擴(kuò)音機(jī)了。

為了避免陽光的影響，可用一張硬紙片卷成一個紙筒，將手電珠與硅光電池分別放在紙筒兩端，效果會更好。

2 激光通訊通信演示

如下圖2表示激光通訊的原理圖。因為激光電源的電壓較高，因此，必須提高音頻信號電壓的幅值。為此，我們使用了一個普通的變壓器T，其電壓比為220 V/6.3 V，與錄音機(jī)耳機(jī)插孔相連的是變壓器的低壓側(cè)(接6.3 V)，與激光電源和激光管相連的是高壓側(cè)(接220 V)。來自磁帶錄音機(jī)的音頻信號經(jīng)變壓器耦合到激光電源上，從而達(dá)到調(diào)制激光的目的。如果在激光管與硅光電池之間接一根光導(dǎo)纖維傳送，這就變成光纖通訊了。利用激光還可以將圖像及音響信號貯存在激光視頻唱片上，重放時可準(zhǔn)確地從唱片上取出，畫面完美，色彩自然逼真。是其他錄像系統(tǒng)不可比擬的。

圖2 激光通訊通信演示圖

［1］朱勇，王江平，盧麟.光通信原理與技術(shù)［M］.2版，北京:科學(xué)出版社，2012.

［2］陳特.可見光光通信的研究［J］.中興通訊技術(shù)，2013，19(1):10.

［3］楊宇，張建昆，劉博，陳弘達(dá).LED非線性對基于正交頻分復(fù)用可見光通信系統(tǒng)的影響［J］.中國激光，2011(8).

［4］方靖岳，王飛.光錐聚光性能分析［J］.大學(xué)物理實驗，2013(2):10-12.