Преглед четири уобичајена модулатора
Овај рад представља четири методе модулације (промена амплитуде ласера у наносекундном или субнаносекундном временском домену) које се најчешће користе у системима са влакнастим ласерима. То укључује AOM (акустооптичку модулацију), EOM (електрооптичку модулацију), SOM/Сертификована оријентација (SOA)(полупроводничко појачавање светлости, такође познато као полупроводничка модулација), идиректна ласерска модулацијаМеђу њима, АОМ,Мисија за посматрање избора,SOM припадају спољашњој модулацији или индиректној модулацији.
1. Акустооптички модулатор (АОМ)
Акустооптичка модулација је физички процес који користи акустооптички ефекат за учитавање информација на оптички носач. Приликом модулације, електрични сигнал (амплитудска модулација) се прво примењује на електроакустични претварач, који претвара електрични сигнал у ултразвучно поље. Када светлосни талас прође кроз акустооптички медијум, оптички носач се модулише и постаје интензитетски модулисани талас који носи информације због акустооптичког дејства.
2. Електрооптички модулатор(ЕОМ)
Електрооптички модулатор је модулатор који користи електрооптичке ефекте одређених електрооптичких кристала, као што су кристали литијум-ниобата (LiNbO3), кристали GaAs (GaAs) и кристали литијум-танталата (LiTaO3). Електрооптички ефекат је да када се напон примени на електрооптички кристал, индекс преламања електрооптичког кристала се мења, што доводи до промена карактеристика светлосних таласа кристала и остварује се модулација фазе, амплитуде, интензитета и поларизационог стања оптичког сигнала.
Слика: Типична конфигурација кола EOM драјвера
3. Полупроводнички оптички модулатор/полупроводнички оптички појачавач (SOM/SOA)
Полупроводнички оптички појачавач (SOA) се обично користи за појачавање оптичког сигнала, који има предности чипа, мале потрошње енергије, подршке за све опсеге итд., и представља будућу алтернативу традиционалним оптичким појачавачима као што је EDFA (Појачавач са влакнима допираним ербијумом). Полупроводнички оптички модулатор (SOM) је исти уређај као и полупроводнички оптички појачавач, али начин на који се користи се мало разликује од начина на који се користи са традиционалним SOA појачавачем, а индикатори на које се фокусира када се користи као светлосни модулатор се мало разликују од оних који се користе као појачавач. Када се користи за појачавање оптичког сигнала, SOA-у се обично доводи стабилна струја погона како би се осигурало да SOA ради у линеарном подручју; Када се користи за модулацију оптичких импулса, он уноси континуиране оптичке сигнале у SOA, користи електричне импулсе за контролу струје погона SOA, а затим контролише излазно стање SOA као појачање/слабљење. Користећи карактеристике појачања и слабљења SOA, овај режим модулације се постепено примењује на неке нове примене, као што су сензори оптичких влакана, LiDAR, OCT медицинско снимање и друга поља. Посебно за неке сценарије који захтевају релативно велику запремину, потрошњу енергије и однос екстинкције.
4. Директна модулација ласера такође може модулирати оптички сигнал директним контролисањем струје ласера, као што је приказано на слици испод, ширина импулса од 3 наносекунде се добија директном модулацијом. Може се видети да постоји шиљак на почетку импулса, који је узрокован релаксацијом носача ласера. Ако желите да добијете импулс од око 100 пикосекунди, можете користити овај шиљак. Али обично не желимо да имамо овај шиљак.
Сумирај
АОМ је погодан за оптички излаз снаге од неколико вати и има функцију померања фреквенције. ЕОМ је брз, али је сложеност погона висока, а однос екстинкције низак. СОМ (СОА) је оптимално решење за брзину од GHz и висок однос екстинкције, са ниском потрошњом енергије, минијатуризацијом и другим карактеристикама. Директне ласерске диоде су најјефтиније решење, али треба бити свестан промена у спектралним карактеристикама. Свака модулациона шема има своје предности и мане, и важно је тачно разумети захтеве примене при избору шеме, бити упознат са предностима и манама сваке шеме и одабрати најприкладнију шему. На пример, код дистрибуираних оптичких сензора, традиционални АОМ је главни, али у неким новим дизајнима система, употреба СОА шема брзо расте, у неким ветролидарским лиДАР-има традиционалне шеме користе двостепени АОМ, нови дизајн шеме како би се смањили трошкови, смањила величина и побољшао однос екстинкције, усваја се СОА шема. У комуникационом систему, системи мале брзине обично усвајају шему директне модулације, а системи велике брзине обично користе електрооптичку шему модулације.
Време објаве: 26. новембар 2024.