Nonlinear Optics


  整流とは何かについて、まず説明する。

    整流(rectification) ・・・・・ 交流から直流への変換

 交流を直流に変換する簡単な回路を紹介する。
まず、以下のような回路を考える。



キルヒホッフの法則により
交流電源Viを考えて、正弦関数Vimcosω0として


であるので、これを時間に関して抵抗RLの電圧vL変化を図に示すと、



(1山の間隔はπである)
であり、点線はvLを時間平均したものであり、直流成分を表している。
上式をフーリエ展開を行い、定量的に求めてみることができる。
フーリエ展開した解は、



となる。この直流成分は第一項であるので



となる。
ここから、実際の回路において直流成分を抽出するには、RC低域通過フィルタを追加する。
その追加回路;RC回路の条件は、



このフィルタにより周波数0の成分における出力v0 n


となる。
先ほどの式に用いると、

これによって、第一項が直流成分で、第二項が交流成分であるが、

RCフィルタによって交流成分が100分の1程度に減少している。

この直流でない成分をripple voltageとよびフィルタの性能を示している。

フィルタの効果はほぼ1%程度である。

以上をまとめると、ダイオードによって交流電圧から直流成分を生成し、

RCフィルターによって直流成分を抽出するプロセスによって、

交流電圧を整流していることがわかる。

余談になるが、LCフィルタや、CLCフィルタのような、より複雑なものを用いると

ripple voltageを小さくすることができる。