Optiskā modulatora pamatprincips

Optiskais modulators, izmanto gaismas intensitātes kontrolei, elektrooptisko, termooptisko, akustooptisko, visu optisko klasifikācija, elektrooptiskā efekta pamatteorija.
Optiskais modulators ir viena no svarīgākajām integrētajām optiskajām ierīcēm ātrgaitas un īsa darbības rādiusa optiskajā sakaros. Gaismas modulatorus saskaņā ar to modulācijas principu var iedalīt elektrooptiskajos, termooptiskajos, akustooptiskajos, pilnībā optiskajos utt., un to pamatteorija ir dažādu veidu elektrooptiskie efekti, akustooptiskie efekti, magnetooptiskie efekti, Franca-Keldiša efekti, kvantu akas-Štarka efekti un nesēju dispersijas efekti.

Theelektrooptiskais modulatorsir ierīce, kas regulē izejas gaismas refrakcijas indeksu, absorbciju, amplitūdu vai fāzi, mainot spriegumu vai elektrisko lauku. Tā ir pārāka par cita veida modulatoriem zudumu, enerģijas patēriņa, ātruma un integrācijas ziņā, un tā ir arī pašlaik visplašāk izmantotā modulatora. Optiskās pārraides, pārraides un uztveršanas procesā optisko modulatoru izmanto, lai kontrolētu gaismas intensitāti, un tā loma ir ļoti svarīga.

Gaismas modulācijas mērķis ir pārveidot vēlamo signālu vai pārraidīto informāciju, tostarp “likvidēt fona signālu, novērst troksni un novērst traucējumus”, lai to būtu viegli apstrādāt, pārraidīt un noteikt.

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

Viens ir gaismas avota virzošā jauda, ​​ko modulē elektriskais signāls; otrs ir tieši modulēt apraidi.

Pirmais galvenokārt tiek izmantots optiskajai komunikācijai, bet otrais galvenokārt tiek izmantots optiskajai uztveršanai. Īsāk sakot: iekšējā modulācija un ārējā modulācija.

Saskaņā ar modulācijas metodi, modulācijas veids ir šāds:

1) Intensitātes modulācija;

2) Fāzes modulācija;

3) Polarizācijas modulācija;

4) Frekvences un viļņa garuma modulācija.

1.1, intensitātes modulācija

Gaismas intensitātes modulācija ir gaismas intensitātes modulācijas objekta izmantošana, izmantojot ārējus faktorus, lai mērītu līdzstrāvas vai lēnas gaismas signāla izmaiņas ātrākā gaismas signāla frekvences maiņā, lai maiņstrāvas frekvences izvēles pastiprinātāju varētu izmantot pastiprināšanai, un pēc tam nepārtraukti izmērīto daudzumu.

1.2, fāzes modulācija

Ārējo faktoru izmantošanas principu gaismas viļņu fāzes maiņai un fizikālo lielumu mērīšanai, 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 jāizmanto gaismas interferences tehnoloģija, lai pārveidotu fāzes izmaiņas gaismas intensitātes izmaiņās, lai panāktu ārēju fizikālu lielumu noteikšanu, tāpēc optiskajai fāzes modulācijai jāietver divas daļas: viena ir gaismas viļņa fāzes maiņas ģenerēšanas fiziskais mehānisms; otrā ir gaismas interference.

1.3. Polarizācijas modulācija

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

Kur: I0 apzīmē gaismas intensitāti, ko caurlaiž divi polarizatori, kad galvenā plakne ir nemainīga; Alfa apzīmē leņķi starp abu polarizatoru galvenajām plaknēm.

1.4 Frekvences un viļņa garuma modulācija

Principu, kurā tiek izmantoti ārēji faktori, lai mainītu gaismas frekvenci vai viļņa garumu un mērītu ārējos fizikālos lielumus, nosakot gaismas frekvences vai viļņa garuma izmaiņas, sauc par gaismas frekvences un viļņa garuma modulāciju.