Četru parasto modulatoru pārskats

Četru parasto modulatoru pārskats

Šis raksts iepazīstina ar četrām modulācijas metodēm (mainot lāzera amplitūdu nanosekundē vai subnanosekundes laikā), kuras visbiežāk izmanto šķiedru lāzera sistēmās. Tie ietver AOM (akusto optisko modulāciju), EOM (elektrooptiskā modulācija), SOM/SOA(pusvadītāju gaismas pastiprinājums, kas pazīstams arī kā pusvadītāju modulācija) unTieša lāzera modulācijaApvidū Starp tiem, AOM,Eom, SOM pieder ārējai modulācijai vai netiešai modulācijai.

1. Acousto-optiskais modulators (AOM)

Acousto-optiskā modulācija ir fizisks process, kas izmanto akustisko optisko efektu, lai ielādētu informāciju optiskajā nesējā. Modulējot, elektrisko akustisko devēju, kas elektrisko signālu pārveido ultraskaņas laukā, vispirms tiek pielietots elektriskais signāls (amplitūdas modulācija), kas elektrisko signālu pārvērš ultraskaņas laukā. Kad gaismas vilnis iziet cauri akustiešu optiskajai barotnei, optiskais nesējs tiek modulēts un kļūst par intensitātes modulētu viļņu informācijas informāciju, kas saistīta ar akustisko optisko darbību

2. Elektrooptiskais modulators(EOM)

Elektro-optiskais modulators ir modulators, kas izmanto noteiktu elektrooptisko kristālu, piemēram, litija niobāta kristālu (LINB03), GaAs kristālu (GaAs) un litija tantalāta kristālu (LITA03), elektrooptiskos efektus. Elektro-optiskais efekts ir tāds, ka, ja spriegums tiek pielietots elektrooptiskajam kristālam, mainīsies elektrooptiskā kristāla refrakcijas indekss, kā rezultātā mainās kristāla gaismas viļņa īpašības un fāzes modulācija, izmaiņas, un fāzes modulācija, mainot gaismas viļņa īpašības, un modulācija, Tiek realizēta optiskā signāla amplitūda, intensitāte un polarizācijas stāvoklis.

Attēls: Tipiska EOM draivera ķēdes konfigurācija

3. Pusvadītāju optiskais modulators/pusvadītāju optiskais pastiprinātājs (SOM/SOA)

Pusvadītāju optisko pastiprinātāju (SOA) parasti izmanto optiskā signāla pastiprināšanai, kam ir mikroshēmas priekšrocības, zema enerģijas patēriņš, atbalsts visām joslām utt., Un tā ir nākotnes alternatīva tradicionālajiem optiskajiem pastiprinātājiem, piemēram, EDFA (Erbija leģēta šķiedru pastiprinātājs). Pusvadītāju optiskais modulators (SOM) ir tāda pati ierīce kā pusvadītāju optiskais pastiprinātājs, bet tas, kā tas tiek izmantots Gaismas modulators nedaudz atšķiras no tiem, ko izmanto kā pastiprinātāju. Ja to izmanto optiskā signāla pastiprināšanai, SOA parasti tiek nodrošināta stabila braukšanas strāva, lai pārliecinātos, ka SOA darbojas lineārajā reģionā; Kad to izmanto, lai modulētu optiskos impulsus, tas ievada nepārtrauktus optiskos signālus SOA, izmanto elektriskos impulsus, lai kontrolētu SOA piedziņas strāvu un pēc tam kontrolētu SOA izejas stāvokli kā pastiprināšanu/vājināšanu. Izmantojot SOA pastiprināšanas un novājināšanas raksturlielumus, šis modulācijas režīms pakāpeniski tika izmantots dažiem jauniem lietojumiem, piemēram, optisko šķiedru uztveršanai, LiDAR, OCT medicīniskajai attēlveidošanai un citiem laukiem. Īpaši dažiem scenārijiem, kuriem nepieciešams salīdzinoši liels apjoms, enerģijas patēriņš un izmiršanas koeficients.

4. Lāzera tiešā modulācija var arī modulēt optisko signālu, tieši kontrolējot lāzera nobīdes strāvu, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā, tieši ar tiešu modulāciju iegūst 3 nanosekundes impulsa platumu. Var redzēt, ka pulsa sākumā ir smaile, ko rada lāzera nesēja relaksācija. Ja vēlaties iegūt apmēram 100 pikosekundes impulsu, varat izmantot šo smaili. Bet parasti mēs nevēlamies, lai būtu šī smaile.

Sumināt

AOM ir piemērots optiskās jaudas jaudai dažos vatos, un tam ir frekvences maiņas funkcija. EOM ir ātrs, bet piedziņas sarežģītība ir augsta, un izmiršanas attiecība ir zema. SOM (SOA) ir optimāls risinājums GHz ātrumam un augstai izmiršanas attiecībai, ar mazu enerģijas patēriņu, miniaturizāciju un citām īpašībām. Lētākais risinājums ir tiešās lāzera diodes, taču jāapzinās spektrālo īpašību izmaiņas. Katrai modulācijas shēmai ir savas priekšrocības un trūkumi, un ir svarīgi precīzi izprast lietojumprogrammas prasības, izvēloties shēmu, kā arī pārzināt katras shēmas priekšrocības un trūkumus un izvēlēties vispiemērotāko shēmu. Piemēram, sadalītā šķiedru uztverē, tradicionālais AOM ir galvenais, taču dažos jaunos sistēmas dizainos SOA shēmu izmantošana strauji pieaug, dažās vēja lidarā tradicionālās shēmās tiek izmantots divpakāpju AOM, jaunais shēmas dizains Samaziniet izmaksas, samaziniet lielumu un uzlabojiet izmiršanas koeficientu, tiek pieņemta SOA shēma. Sakaru sistēmā zema ātruma sistēma parasti izmanto tiešās modulācijas shēmu, un ātrgaitas sistēma parasti izmanto elektro-optisko modulācijas shēmu.