红外通信特性试验
波长范围在0.75-1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的争论历来是根底争论的重要组成局部。对热辐射的深入争论导致普朗克量子理论的创立。对原子与分子的红外光谱争论，帮助我们洞察它们的电子振动、旋转的能级构造，并成为材料分析的重要工具。对红外材制的性质，如吸取、放射、反射率、折射率、电光系数等参数的争论，为它们在各个领域的应用争论奠定了根底。现代红外技术的成熟已经翻开了一系列府用的人门。例如红外通信，红外污染监删，红外跟踪，红外报警，红外治疗，红外掌握，利用红外成像原理的辑种空间监视传感器，机载传感器，房屋安全系统，夜视仪等。
光纤通信早已成为吲定通信网的主要传输技术，目前正乐观争论将光通信应用于微波通信始终占据的宽带无线通信领域。无沦光纤通信还是无线光通信，用的都足红外光。这是因为，光纤通信中，由石英材料构成怕光纤在0.8-1.7微米的波段范围内有几个抵损耗区，而无线大气通信中，考虑到大气对光波的吸取，散射损耗及避开太阳光散射形成的背景辐射，一般在0.81-0.86、1.55-1.6微米两个波段范俐内选样通信波长。因此，一般所称的光通信实际就是红外通信。
【试验目的】
1、了解红外通信的原理及根本特性。
2、测量局部材料的红外特性。
3、测量红外放射管的伏安特性，电光转换特性。
4、测量红外放射管的角度特性。
5、测量红外接收管的伏安特性。
6、基带调制传输试验。
7、副载波调制传输试验。
8、音频信号传输试验。
9、数字信号传输试验。
【试验原理】1、红外通信
在现代通信技术中，为了避开信号相互干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进展调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调复原出来。不管用什么方式
调制，调制后的载波要占用肯定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。载波的频率间隔假设小于信号带宽，则不同信号间要相互干扰。能够用作无线电通信的频率资源格外有限，国际国内都对通信频率进展统一规划和治理，仍难以满足日益增长的信息需求。通信容量与所用载波频率成止比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在帕通信容量是微波通信无法比较的，红外通信就是用红外波作载波的通信万式。红外传输的介质可以是光纤或空间，本试验承受空间传输。
2、红外材料
光在光学介质中传播时，由于材料的吸取、散射，会使光波在传播过程中渐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI与材料的衰减系数α，光强I，传播距离dx成正比：
dl=-αldx (l)
对上式积分，可得：
I=Ie-αL (2)
0
上式中L为材料的厚度。
材料的衰减系数是由材料本身的构造及性质打算的，不同的波长衰减系数不同。一般的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。常用的红外光学材料包括：石英晶体及石英玻璃，它在0.14-4.5微米的波长范围内都有较高的透射率。半导体材料及它们的化合物如锗，硅，金刚石，氮化硅，碳化硅，砷化镓，磷化镓。氟化物晶体如氟化钙，
氟化镁。氧化物陶瓷如蓝宝石单晶(A10)，尖晶石(MgA10)，氮氧化铝，氧化镁，氧化钇，
23 24
氧化钴。还有硫化锌，硒化锌，以及一些硫化物玻璃，锗硫系玻璃等。
光波在不同折射率的介质外表会反射，入射角为零或入射角很小时反射率表示为：
?n ?n ?2
?R=?n1?n2
?
? (3)
?
1 2
由(3)式可见，反射率取决于界面两边材糊的折射率。由于色散，材料在不同波长的折射率不同。折射率与衰减系数是表征材料光学特征的最根本参数。
由于材料通常有两个界面，测量到的反射与透射光强是在两界面间反射的多个光束的叠加效果，如图1所示。反射光强与入射光强之比为：
I
IR＝Ｒ［１+〔１－R〕2e－２αＬ
0
＋〔１＋Ｒ２e－２αＬ+Ｒ4e－4αL＋…〕]
＝R?
＝R
?1?
?
(1?R)2e?2αL? (4)
?1?R2e?2αL?
?
〔４〕式的推导中，用到无穷级数1+x+ｘ2+x3+…=〔１－ｘ〕－１。透射光强与入射光强之比为：
I
T＝〔１－R〕2
I
0
e－αＬ
(1?R)2e?αL
＋〔１＋Ｒ２e－２αＬ+Ｒ4e－4αL＋…〕]＝ 〔５〕
1?R2e?2αL
原则上，测出l。、I、Ｉ，联立(4)、(5)两式，可以求出R与α〔不肯定是解析解〕。
R Ｔ
下面争论两种特别状况下求R与α。对于衰减可无视不计的红外光学材料，α＝O，e－αＬ=1，
此时，由(4)式可解出：
I
R＝ R
/I