Ülevaade neljast tavalisest modulaatorist

Ülevaade neljast tavalisest modulaatorist

Selles artiklis tutvustatakse nelja modulatsioonimeetodit (muutmine laser -amplituudi muutmine nanosekundi või alamnosekundi ajapiirkonnas), mida kasutatakse kõige sagedamini kiu lasersüsteemides. Nende hulka kuuluvad AOM (akusto-optiline modulatsioon), EOM (elektro-optiline modulatsioon), SOM/Soa(pooljuhtide valguse võimendus tuntud ka kui pooljuhtide modulatsioon) jaotsese laseri modulatsioon. Nende seas, aom,Eom, SOM kuulub välisele modulatsioonile või kaudsele modulatsioonile.

1. akusto-optiline modulaator (AOM)

Akusto-optiline modulatsioon on füüsiline protsess, mis kasutab akuusti-optilist efekti teabe laadimiseks optilisele kandjale. Moduleerimisel rakendatakse elektrisignaali (amplituudimodulatsioon) kõigepealt elektroakustilise muunduri jaoks, mis muundab elektrisignaali ultraheli väljaks. Kui valguslaine läbib akuusti-optilise söötme, moduleeritakse optilist kandjat ja sellest saab intensiivsuse moduleeritud lainekandeteave, mis on tingitud akust

2. Elektro-optiline modulaator(EOM)

Elektrooptiline modulaator on modulaator, mis kasutab teatud elektro-optiliste kristallide, näiteks liitium-niobaatkristallide (LINB03), GAAS-i kristallide (GAA) ja liitiumtantsiumkristallide elektro-optilisi mõjusid (LITHUUM tantalaadi kristallid (LITA03). Elektrooptiline efekt seisneb selles, et kui pinge kantakse elektro-optilisele kristallile, muutub elektro-optilise kristalli murdumisnäitaja, mille tulemuseks on kristalli heleda laine omaduste muutused ning faasi modulatsioon, amplituud, intensiivsus ja polarisatsiooniseisund on realiseeritud.

Joonis: EOM -draiveri ahela tüüpiline konfiguratsioon

3. pooljuht optiline modulaator/pooljuht optiline võimendi (SOM/SOA)

Pooljuhtide optilist võimendit (SOA) kasutatakse tavaliselt optilise signaali võimendamiseks, millel on kiibi eelised, väike energiatarve, tugi kõigile ribadele jne, ja see on tuleviku alternatiiv traditsioonilistele optilistele võimenditele nagu EDFA (EDFA (Erbiumi legeeritud kiudaine võimendi). Pooljuhtide optiline modulaator (SOM) on sama seade kui pooljuhtide optiline võimendiga, kuid selle kasutamise viis erineb pisut sellest, kuidas seda kasutatakse traditsioonilise SOA võimendiga, ja indikaatorid, millele see keskendub, kui seda kasutatakse valguse modulaatorina, erinevad pisut võimendina. Optilise signaali amplifikatsiooni jaoks pakutakse SOA -le tavaliselt stabiilne sõiduvool, et tagada SOA toimimine lineaarses piirkonnas; Kui seda kasutatakse optiliste impulsside moduleerimiseks, sisestab see SOA -le pidevad optilised signaalid, kasutab SOA draivi voolu juhtimiseks elektrilisi impulsse ja seejärel juhtida SOA väljundi olekut amplifikatsiooni/sumbumisena. Kasutades SOA amplifikatsiooni ja sumbumise omadusi, on seda modulatsioonirežiimi järk -järgult rakendatud mõnele uutele rakendustele, näiteks optiliste kiudainete tundmine, lidar, OCT meditsiiniline pildistamine ja muudele väljadele. Eriti mõne stsenaariumi korral, mis nõuavad suhteliselt suurt mahtu, energiatarbimise ja väljasuremise suhet.

4. Laser otsene modulatsioon võib optilist signaali moduleerida, kontrollides otse laseri nihkevoolu, nagu on näidatud allpool toodud joonisel, saadakse otsese modulatsiooni abil 3 nanosekundilise impulsi laius. On näha, et pulsi alguses on teravik, mille põhjustab laserkanduri lõdvestamine. Kui soovite saada umbes 100 pikosekundi pulssi, saate seda teravikut kasutada. Kuid tavaliselt ei taha me seda teravust saada.

Kokku võtma

AOM sobib mõne vatti optilise väljundvõimsuse jaoks ja sellel on sagedusvahetuse funktsioon. EOM on kiire, kuid ajami keerukus on kõrge ja väljasuremise suhe on madal. SOM (SOA) on optimaalne lahendus GHz kiiruse ja suure väljasuremise suhte jaoks, vähese energiatarbimise, miniaturiseerimise ja muude omadustega. Otsesed laserdioodid on kõige odavam lahendus, kuid olge teadlikud spektriomaduste muutustest. Igal modulatsiooniskeemil on oma plussid ja puudused ning skeemi valimisel on oluline taotlusnõudeid täpselt mõista ning olla tuttav iga skeemi eeliste ja puudustega ning valida kõige sobivam skeem. Näiteks hajutatud kiudainete sensatsioonis on traditsiooniline AOM peamine, kuid mõnes uues süsteemi kujunduses kasvab SOA-skeemide kasutamine kiiresti, mõnes tuules LiDAR-i traditsioonilistes skeemides kasutavad kaks etapi AOM-i, uue skeemi kujundust, et vähendada kulusid, vähendada suurust ja parandada väljasuremissuhet, SOA skeem võetakse kasutusele. Kommunikatsioonisüsteemis kasutab madala kiirusega süsteem tavaliselt otsese modulatsiooniskeemi ja kiire süsteem kasutab tavaliselt elektro-optilise modulatsiooniskeemi.