IQ modulatoru sērija: Kas ir optiskais modulators?

Kas ir optiskais modulators?

Optiskais modulatorsbieži tiek izmantoti, lai manipulētu ar gaismas staru, piemēram, lāzera staru, īpašībām. Ierīce var manipulēt ar stara īpašībām, piemēram, optisko jaudu vai fāzi. Modulatoru atkarībā no modulētā stara rakstura sauc parintensitātes modulators, fāzes modulators, polarizācijas modulators, telpiskais optiskais modulators utt. Dažādos pielietojumos, piemēram, optiskās šķiedras sakaros, displeja ierīcēs, Q-pārslēdzamos vai režīmu bloķētos lāzeros un optiskajos mērījumos, var izmantot dažāda veida modulatorus.

Optiskā modulatora tips

Ir vairāki dažādi modulatoru veidi:

1. Akustooptiskais modulators ir modulators, kas balstīts uz akustisooptisko efektu. Tos izmanto, lai pārslēgtu vai nepārtraukti regulētu lāzera stara amplitūdu, mainītu gaismas frekvenci vai mainītu telpas virzienu.

2. Theelektrooptiskais modulatorsizmanto elektrooptisko efektu burbuļa Kerra lodziņā. Tie var modulēt polarizācijas stāvokli, fāzi vai staru kūļa jaudu, vai arī tos var izmantot impulsu ekstrakcijai, kā minēts sadaļā par īpaši īsu impulsu pastiprinātājiem.

3. Elektriskās absorbcijas modulators ir intensitātes modulators, ko izmanto datu raidītājā optisko šķiedru sakaros.

(4) Traucējumu modulatori, piemēram, Maha-Zendera modulatori, parasti tiek izmantoti fotoniskajās integrālajās shēmās optiskai datu pārraidei.

5. Optisko šķiedru modulatori var būt balstīti uz dažādiem principiem. Tā var būt īsta optiskās šķiedras ierīce vai arī ķermeņa sastāvdaļa, kas satur šķiedru pigtailus.

6. Šķidro kristālu modulators ir piemērots lietošanai optisko displeju iekārtās vai impulsu veidotājos. Tos var izmantot arī kā telpiskos gaismas modulatorus, kas nozīmē, ka caurlaidība mainās atkarībā no telpas, ko var izmantot displeju ierīcēs.

7. Modulācijas disks var periodiski mainīt stara jaudu, ko izmanto dažos specifiskos optiskos mērījumos (piemēram, izmantojot fiksācijas pastiprinātājus).

8. Projekcijas displejos īpaši svarīgi ir mikromehāniskie modulatori (mikromehāniskās sistēmas, MEMS), piemēram, uz silīcija bāzes veidoti gaismas vārsti un divdimensiju spoguļu masīvi.

9. Lielapjoma optiskie modulatori, piemēram, elektrooptiskie modulatori, var izmantot lielu staru kūļa laukumu un tos var izmantot arī lielas jaudas situācijās. Ar šķiedrām savienoti modulatori, parasti viļņvada modulatori ar šķiedru pigtailiem, ir viegli integrējami šķiedru optikas sistēmās.

‌

Optiskā modulatora pielietojums

Optiskajiem modulatoriem ir plašs pielietojumu klāsts daudzās jomās. Tālāk ir norādītas galvenās optisko modulatoru pielietojuma jomas un to īpašie pielietojumi:

1. Optiskā komunikācija: Optiskās komunikācijas sistēmās optiskos modulatorus izmanto, lai modulētu optisko signālu amplitūdu, frekvenci un fāzi informācijas pārraidīšanai. Tos parasti izmanto tādos galvenajos posmos kā fotoelektriskā pārveidošana, optiskā signāla modulācija un demodulācija. Elektrooptiskie modulatori ir īpaši svarīgi ātrgaitas optiskās komunikācijas sistēmās, kuras izmanto elektronisko signālu pārveidošanai optiskos signālos un datu kodēšanai un pārraidei. Modulējot optiskā signāla intensitāti vai fāzi, var realizēt gaismas komutācijas, modulācijas ātruma kontroles un signāla modulācijas funkcijas.

2. Optiskā uztveršana: Optiskais modulators var realizēt vides mērīšanu un uzraudzību, modulējot optiskā signāla raksturlielumus. Piemēram, modulējot gaismas fāzi vai amplitūdu, var realizēt optiskās šķiedras žiroskopus, optiskās šķiedras spiediena sensorus utt.

3. Optiskā glabāšana un apstrāde: Optiskie modulatori tiek izmantoti optiskās glabāšanas un optiskās apstrādes lietojumprogrammās. Optiskajā atmiņā optiskos modulatorus var izmantot informācijas ierakstīšanai un nolasīšanai optiskajos datu nesējos un no tiem. Optiskajā apstrādē optisko modulatoru var izmantot optisko signālu veidošanai, filtrēšanai, modulācijai un demodulācijai.

4. Optiskā attēlveidošana: optiskos modulatorus var izmantot, lai modulētu gaismas stara fāzi un amplitūdu, tādējādi mainot attēla raksturlielumus optiskajā attēlveidošanā. Piemēram, gaismas lauka modulators var ieviest divdimensiju fāzes modulāciju, lai mainītu stara fokusa attālumu un fokusēšanas dziļumu.

5. Optiskā trokšņa kontrole: Optiskais modulators var kontrolēt gaismas intensitāti un frekvenci, tādējādi samazinot vai nomācot optisko troksni optiskajā sistēmā. To var izmantot optiskajos pastiprinātājos, lāzeros un optisko šķiedru pārraides sistēmās, lai uzlabotu signāla un trokšņa attiecību un sistēmas veiktspēju.

6. Citi pielietojumi: elektrooptiskos modulatorus izmanto arī spektrālajā analīzē, radaru sistēmās, medicīniskajā diagnostikā un citās jomās. Spektroskopijā elektrooptisko modulatoru var izmantot kā optiskā spektra analizatora komponentu spektrālajai analīzei un mērījumiem. Radaru sistēmā elektrooptisko modulatoru izmanto signāla modulācijai un demodulācijai. Medicīniskajā diagnostikā elektrooptiskos modulatorus izmanto optiskajā attēlveidošanā un terapijā.