激光在通信領域有著廣泛的應用。因為激光也是一種電磁波,而且是一種波長更短的電磁波,所以它也和無線電波一樣可以傳輸聲音信號和圖像信號。由于激光的散射很小,不像電磁波那樣向四周擴散,所以它的保密性很好。
激光通信演示裝置發(fā)射部分電原理圖:
圖中,小話筒BM可以將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?,電阻器R1為小話筒的工作提供一個工作電壓。電阻R2為三極管的直流偏置電阻,保證三極管VT1工作在線性放大狀態(tài)下。由話筒產生的音頻信號通過電容器C1送到三極管VT1的基極,使三極管的基極電流隨著音頻信號的變化而變化。這樣使接在三極管集電極上的激光發(fā)射二極管中的電流受到音頻信號的調制,通過激光光束把音頻信號傳輸出去。為了便于制作和普及,激光發(fā)射二極管選用的是市場上常見的激光筆的筆芯,這種筆芯上已經連接有一只68Ω左右的限流電阻器。
接收部分電原理圖:
光信號接收傳感器為硫化鎘光敏電阻器,這種光敏電阻器有較高的靈敏度,而且使用也很方便。在一般狀態(tài)下光敏電阻器的阻值是穩(wěn)定的,當受到經過音頻信號調制的激光光束的照射時,它的阻值就會相應地發(fā)生變化,使電阻器R3上的電壓跟著發(fā)生波動。這個波動電壓經過放大,最后可從耳機聽到聲音。電路的前兩級采用的是相同的電壓并聯(lián)負反饋電路,由三極管VT2、電阻器R4、R5和VT3、電阻器R6、R7等組成。這種電路結構簡單,穩(wěn)定性好,調試容易。由三極管VT4構成驅動電路,直接帶動耳機發(fā)聲。電阻器R8是負反饋電阻,保證電路直流工作點的穩(wěn)定,電容器C4是旁路電容器,使音頻信號不受負反饋電阻的影響。
元器件選擇:激光筆的筆芯一支。VT1~VT4選擇9014等NPN型三極管。R選擇光敏電阻器,要求光敏電阻器受到光照時的阻值應小于5kΩ,在黑暗情況下阻值應大于1MΩ,可選型號為MG41-22的光敏電阻器。電路的發(fā)射與接受部分共用了8只電阻器,全部為(1/8) W碳膜電阻器。其中2.7kΩ、30kΩ和100kΩ的電阻器各兩只;100Ω和10kΩ的電阻器各一只。0.033μF電容器和33μF電解電容器各兩只;100μF/10V電解電容器一只。小型開關兩只,小駐極體話筒一只,耳機一只。