Optiskā modulatora pamatprincips

Optiskais modulators, izmanto gaismas intensitātes kontrolei, elektrooptiskā, termooptiskā, akustooptiskā, visa optiskā klasifikācija, elektrooptiskā efekta pamatteorija.
Optiskais modulators ir viena no svarīgākajām integrētajām optiskajām ierīcēm ātrgaitas un maza darbības attāluma optiskajā komunikācijā. Gaismas modulatoru pēc tā modulācijas principa var iedalīt elektrooptiskajos, termooptiskajos, akustooptiskajos, optiskajos utt., Tie ir balstīti uz pamata teoriju, kas ietver dažādu veidu elektrooptisko efektu, akustooptisko efektu, magnetooptisko efektu. , Franz-Keldysh efekts, kvantu akas Stārka efekts, nesēja dispersijas efekts.

Theelektrooptiskais modulatorsir ierīce, kas regulē izejas gaismas refrakcijas koeficientu, absorbciju, amplitūdu vai fāzi, mainot spriegumu vai elektrisko lauku. Tas ir pārāks par citiem modulatoru veidiem zudumu, enerģijas patēriņa, ātruma un integrācijas ziņā, kā arī šobrīd visplašāk izmantotais modulators. Optiskās pārraides, pārraides un uztveršanas procesā optiskais modulators tiek izmantots, lai kontrolētu gaismas intensitāti, un tā loma ir ļoti svarīga.

Gaismas modulācijas mērķis ir pārveidot vēlamo signālu vai pārraidīto informāciju, tostarp "novēršot fona signālu, novēršot troksni un prettraucējumus", lai to būtu viegli apstrādāt, pārraidīt un atklāt.

Modulācijas veidus var iedalīt divās plašās kategorijās atkarībā no tā, kur informācija tiek ielādēta gaismas vilnī:

Viens no tiem ir gaismas avota piedziņas jauda, ​​ko modulē elektriskais signāls; Otrs ir tieši modulēt apraidi.

Pirmo galvenokārt izmanto optiskajai saziņai, bet otro galvenokārt izmanto optiskai uztveršanai. Īsumā: iekšējā modulācija un ārējā modulācija.

Saskaņā ar modulācijas metodi modulācijas veids ir:

1) Intensitātes modulācija;

2) Fāzes modulācija;

3) Polarizācijas modulācija;

4) Frekvences un viļņa garuma modulācija.

1.1, intensitātes modulācija

Gaismas intensitātes modulācija ir gaismas intensitāte kā modulācijas objekts, ārējo faktoru izmantošana, lai izmērītu līdzstrāvu vai lēna gaismas signāla maiņa uz ātrāku gaismas signāla frekvences maiņu, lai varētu izmantot maiņstrāvas frekvences izvēles pastiprinātāju. pastiprināt un pēc tam nepārtraukti izmērāmo daudzumu.

1.2, fāzes modulācija

Ārējo faktoru izmantošanas principu gaismas viļņu fāzes mainīšanai un fizisko lielumu mērīšanu, nosakot fāzes izmaiņas, sauc par optisko fāzes modulāciju.

Gaismas viļņa fāzi nosaka gaismas izplatīšanās fiziskais garums, izplatīšanās vides refrakcijas indekss un tā sadalījums, tas ir, gaismas viļņa fāzes izmaiņas var ģenerēt, mainot iepriekš minētos parametrus. lai panāktu fāzes modulāciju.

Tā kā gaismas detektors parasti nevar uztvert gaismas viļņa fāzes izmaiņas, mums ir jāizmanto gaismas traucējumu tehnoloģija, lai pārveidotu fāzes izmaiņas gaismas intensitātes maiņā, lai panāktu ārējo fizisko lielumu noteikšanu, tāpēc , optiskajai fāzes modulācijai jāietver divas daļas: viena ir fiziskais mehānisms gaismas viļņa fāzes maiņas ģenerēšanai; Otrais ir gaismas iejaukšanās.

1.3. Polarizācijas modulācija

Vienkāršākais veids, kā panākt gaismas modulāciju, ir pagriezt divus polarizatorus viens pret otru. Saskaņā ar Malusa teorēmu izejas gaismas intensitāte ir I=I0cos2α

Kur: I0 apzīmē gaismas intensitāti, ko laiž divi polarizatori, ja galvenā plakne ir konsekventa; Alfa apzīmē leņķi starp divu polarizatoru galvenajām plaknēm.

1.4. Frekvences un viļņa garuma modulācija

Ārējo faktoru izmantošanas principu gaismas frekvences vai viļņa garuma mainīšanai un ārējo fizisko lielumu mērīšanu, nosakot gaismas frekvences vai viļņa garuma izmaiņas, sauc par gaismas frekvences un viļņa garuma modulāciju.