用自制仪器演示光通信

李正大，解 琳

(1.长沙学院，湖南 长沙 410003;2.湖南师范大学，湖南长沙 410006)

随着社会的进步，人们需要传递的信息量越来越大，对通信的质量要求越来越高随着科学技术的发展，近几十年来出现了一种新的通信方式——光通信。这里介绍两种简单光通信的演示实验，器材简单，原理清晰，一目了然。

1 光通信的演示

如图1，将12 V的掉灯泡、6 V直流电源和0～100Ω的可变电阻组成一个串联电路。

图1 光通讯的演示图

调节可变电阻，是灯泡发光。打开磁带录音机，学生可以听到声音。将插塞插入磁带录音机的耳机插座，是录音机的音频输出200uF的电容加在灯泡的两端，这是声音消失，但看到电珠出现闪光，这说明光波已被声音调制，学生好像“看见”了声音，但没有产生声音的感觉。如果将调制后的光束向一个接收器如硅光电池传送，则硅光电池将把调制的光信号变成音频信号，再送到扩音机，则立即又听到声音。如果用手机遮断光线，声音立即停止，这就证明扩音机的声音的确来自电珠的光线。直线电压的大小，直接影响传送信号的音质，当直流电压比调制信号的幅度值大时，音质较好。在要求不高的情况下，也可将图中的直流电源改用一节1.5伏的干电池，电珠用手电筒的电珠即可。

我们也可用收录机代替扩音机，方法是这样的:取出录音机内的磁带，将硅光电池的音频信号插头插入收录机的“MIC”插孔，同时按下”REC”与“PLAY”两个按钮，这时收录机就变成一部扩音机了。

为了避免阳光的影响，可用一张硬纸片卷成一个纸筒，将手电珠与硅光电池分别放在纸筒两端，效果会更好。

2 激光通讯通信演示

如下图2表示激光通讯的原理图。因为激光电源的电压较高，因此，必须提高音频信号电压的幅值。为此，我们使用了一个普通的变压器T，其电压比为220 V/6.3 V，与录音机耳机插孔相连的是变压器的低压侧(接6.3 V)，与激光电源和激光管相连的是高压侧(接220 V)。来自磁带录音机的音频信号经变压器耦合到激光电源上，从而达到调制激光的目的。如果在激光管与硅光电池之间接一根光导纤维传送，这就变成光纤通讯了。利用激光还可以将图像及音响信号贮存在激光视频唱片上，重放时可准确地从唱片上取出，画面完美，色彩自然逼真。是其他录像系统不可比拟的。

图2 激光通讯通信演示图

［1］朱勇，王江平，卢麟.光通信原理与技术［M］.2版，北京:科学出版社，2012.

［2］陈特.可见光光通信的研究［J］.中兴通讯技术，2013，19(1):10.

［3］杨宇，张建昆，刘博，陈弘达.LED非线性对基于正交频分复用可见光通信系统的影响［J］.中国激光，2011(8).

［4］方靖岳，王飞.光锥聚光性能分析［J］.大学物理实验，2013(2):10-12.