Преглед на четири вообичаени модулатори

Преглед на четири вообичаени модулатори

Овој труд воведува четири методи на модулација (промена на ласерската амплитуда во доменот на наносекунда или субнаносекунд) кои најчесто се користат во ласерските системи на влакна. Овие вклучуваат AOM (акусто-оптички модулација), EOM (електро-оптичка модулација), SOM/Соа(Засилување на полупроводнички светло исто така познато како модулација на полупроводници) иДиректна ласерска модулација. Меѓу нив, аом,ЕОМ, SOM припаѓа на надворешна модулација или индиректна модулација.

1. Акусто-оптички модулатор (АОМ)

Акусто-оптичката модулација е физички процес кој користи акусто-оптички ефект за да ги вчита информациите врз оптичкиот носач. При модулирање, електричниот сигнал (модулација на амплитудата) прво се применува на електро-акустичниот трансдуцер, кој го претвора електричниот сигнал во ултразвучно поле. Кога лесниот бран поминува низ акусто-оптичкиот медиум, оптичкиот носач е модулиран и станува модулиран модулиран бран што носи информации заради акусто-оптичкото дејство

2. Електро-оптички модулатор(ЕОМ)

Електро-оптички модулатор е модулатор кој ги користи електро-оптичките ефекти на одредени електро-оптички кристали, како што се литиум ниобат кристали (LINB03), GaAs кристали (GaAs) и литиум танталат кристали (Lita03). Електро-оптички ефект е дека кога напонот се применува на електро-оптичкиот кристал, ќе се промени индексот на рефракција на електро-оптичкиот кристал, што резултира во промени во светлосните бранови карактеристики на кристалот и се реализира модулацијата на фазата, амплитудата, интензитетот и состојбата на поларизација на оптичкиот сигнал.

Слика: Типична конфигурација на колото за возач на ЕОМ

3. Полупроводник Оптички модулатор/Полупроводник Оптички засилувач (SOM/SOA)

Полупроводничкиот оптички засилувач (SOA) обично се користи за засилување на оптички сигнал, кој има предности на чип, ниска потрошувачка на енергија, поддршка за сите опсези, итн., И е идна алтернатива на традиционалните оптички засилувачи како што е ЕДФА (Засилувач на влакна со влакна на Ербиум). Полупроводнички оптички модулатор (СОМ) е ист уред како полупроводнички оптички засилувач, но начинот на кој се користи е малку различен од начинот на кој се користи со традиционален засилувач на SOA, а индикаторите на кои се фокусира кога се користи како лесен модулатор се малку различни од оние што се користат како засилувач. Кога се користи за засилување на оптички сигнал, стабилна струја на возење обично се обезбедува на SOA за да се обезбеди SOA да работи во линеарниот регион; Кога се користи за модулирање на оптички пулсирања, внесува континуирани оптички сигнали во SOA, користи електрични пулси за контрола на струјата на погонот SOA, а потоа да ја контролира состојбата на излезот SOA како засилување/слабеење. Користејќи ги карактеристиките на засилување и слабеење на SOA, овој режим на модулација постепено се применува на некои нови апликации, како што се сензори за оптички влакна, LiDAR, OCT медицинска слика и други полиња. Особено за некои сценарија за кои е потребен релативно висок волумен, односот на потрошувачка на енергија и истребување.

4. Лисерската директна модулација исто така може да го модулира оптичкиот сигнал со директно контролирање на струјата на ласерската пристрасност, како што е прикажано на сликата подолу, ширина на пулсот од 3 наносекунда се добива преку директна модулација. Може да се види дека има шик на почетокот на пулсот, што е предизвикано од релаксацијата на ласерскиот носач. Ако сакате да добиете пулс од околу 100 пикосекунди, можете да го користите овој шик. Но, обично не сакаме да го имаме овој скок.

Сумирајте

AOM е погоден за оптичка моќност во неколку вати и има функција за промена на фреквенцијата. EOM е брз, но сложеноста на погонот е висока, а односот на истребување е мал. SOM (SOA) е оптимално решение за брзина на GHz и висок сооднос на истребување, со мала потрошувачка на енергија, минијатуризација и други карактеристики. Директните ласерски диоди се најевтино решение, но бидете свесни за промените во спектралните карактеристики. Секоја шема на модулација има свои предности и недостатоци и важно е точно да се разберат барањата за апликација при изборот на шема и да бидат запознаени со предностите и недостатоците на секоја шема и да изберете најсоодветна шема. На пример, во дистрибуирано сензори за влакна, традиционалниот AOM е главна, но во некои нови дизајни на системот, употребата на SOA шеми рапидно расте, во некои традиционални шеми на ветерници, користете двостепена AOM, новата шема дизајн со цел да ги намали трошоците, да ја намали големината и да го подобри односот на екстензирање, SOA шемата е усвоена. Во комуникацискиот систем, системот со мала брзина обично ја усвојува шемата за директна модулација, а системот со голема брзина обично ја користи електро-оптичкиот шема на модулација.