Mis on optiline modulaator?

Mis on optiline modulaator?

Optiline modulaatorkasutatakse sageli valguskiirte, näiteks laserkiirte omadustega manipuleerimiseks. Seade saab manipuleerida kiire omadustega, nagu optiline võimsus või faas. Modulaator vastavalt moduleeritud tala olemusele nimetatakseintensiivsuse modulaator, faasimodulaator, polarisatsioonimodulaator, ruumiline optiline modulaator jne. Erinevat tüüpi modulaatoreid saab kasutada erinevates rakendustes, nagu fiiberoptiline side, kuvaseadmed, Q-lülitusega või režiimilukuga laserid ja optilised mõõtmised.

Optilise modulaatori tüüp

Modulaatoreid on mitut tüüpi:

1. Akusto-optiline modulaator on akusto-optilisel efektil põhinev modulaator. Neid kasutatakse laserkiire amplituudi vahetamiseks või pidevaks reguleerimiseks, valguse sageduse muutmiseks või ruumi suuna muutmiseks.

2elektrooptiline modulaatorkasutab mull Kerrsi karbis elektro-optilist efekti. Need võivad moduleerida polarisatsiooni olekut, faasi või kiire võimsust või kasutada impulsside eraldamiseks, nagu on mainitud ultralühikeste impulsside võimendite osas.

3. Elektriline neeldumismodulaator on intensiivsusmodulaator, mida kasutatakse andmeedastajas kiudoptilises sides.

(4) Häiremodulaatoreid, nagu Mach-Zehnderi modulaatoreid, kasutatakse tavaliselt optilise andmeedastuse fotoonilistes integraallülitustes.

5. Fiiberoptilised modulaatorid võivad põhineda erinevatel põhimõtetel. See võib olla tõeline fiiberoptiline seade või kiudpatsid sisaldav kehakomponent.

6. Vedelkristallmodulaator sobib kasutamiseks optilise kuvaseadme või impulsi kujundaja jaoks. Neid saab kasutada ka ruumiliste valgusmodulaatoritena, mis tähendab, et ülekanne varieerub sõltuvalt ruumist, mida saab kasutada kuvaseadmetes.

7. Modulatsiooniketas võib perioodiliselt muuta kiire võimsust, mida kasutatakse teatud spetsiifilistes optilistes mõõtmistes (näiteks lukustusvõimendite kasutamisel).

8. Mikromehaanilised modulaatorid (mikromehaanilised süsteemid, MEMS) nagu ränipõhised valgusklapid ja kahemõõtmelised peeglimassiivid on projektsioonikuvarite puhul eriti olulised.

9. Hulgi optilised modulaatorid, näiteks elektrooptilised modulaatorid, võivad kasutada suurt valgusvihu pindala ja neid saab rakendada ka suure võimsusega olukordades. Kiudühendusega modulaatoreid, tavaliselt kiudpatsidega lainejuhtmodulaatoreid, on lihtne kiudoptilistesse süsteemidesse integreerida.

‌

Optilise modulaatori rakendamine

Optilistel modulaatoritel on lai valik rakendusi paljudes valdkondades. Järgmised on optiliste modulaatorite peamised rakendusvaldkonnad ja nende spetsiifilised rakendused:

1. Optiline side: optilistes sidesüsteemides kasutatakse optilisi modulaatoreid optiliste signaalide amplituudi, sageduse ja faasi moduleerimiseks teabe edastamiseks. Seda kasutatakse tavaliselt sellistes võtmeetappides nagu fotoelektriline muundamine, optilise signaali modulatsioon ja demodulatsioon. Elektrooptilised modulaatorid on eriti olulised kiiretes optilistes sidesüsteemides, mida kasutatakse elektrooniliste signaalide teisendamiseks optilisteks signaalideks ning andmete kodeerimiseks ja edastamiseks. Optilise signaali intensiivsuse või faasi moduleerimisega saab realiseerida valguse ümberlülitamise, modulatsioonikiiruse juhtimise ja signaali modulatsiooni funktsioone ‌

2. Optiline andur: Optiline modulaator saab teostada keskkonna mõõtmist ja jälgimist, moduleerides optilise signaali omadusi. Näiteks valguse faasi või amplituudi moduleerimisega saab realiseerida fiiberoptilisi güroskoope, fiiberoptilisi rõhuandureid jne. ‌

3. Optiline salvestus ja töötlemine: Optilisi modulaatoreid kasutatakse optilise salvestamise ja optilise töötlemise rakendustes. Optilises mälus saab optilisi modulaatoreid kasutada teabe kirjutamiseks ja lugemiseks optilisse meediumisse ja sealt välja. Optilises töötluses saab optilist modulaatorit kasutada optiliste signaalide moodustamiseks, filtreerimiseks, moduleerimiseks ja demoduleerimiseks ‌

4. Optiline kujutis: optilisi modulaatoreid saab kasutada valguskiire faasi ja amplituudi moduleerimiseks, muutes seeläbi kujutise omadusi optilises kujutises. Näiteks võib valgusvälja modulaator rakendada kahemõõtmelist faasimodulatsiooni, et muuta kiire fookuskaugust ja teravustamissügavust ‌

5. Optilise müra juhtimine: Optiline modulaator saab juhtida valguse intensiivsust ja sagedust, vähendades või summutades seeläbi optilist müra optilises süsteemis. Seda saab kasutada optilistes võimendites, laserites ja fiiberoptilistes edastussüsteemides, et parandada signaali-müra suhet ja süsteemi jõudlust ‌

6. Muud rakendused: elektro-optilisi modulaatoreid kasutatakse ka spektraalanalüüsis, radarisüsteemides, meditsiinilises diagnostikas ja muudes valdkondades. Spektroskoopias saab elektro-optilist modulaatorit kasutada optilise spektrianalüsaatori komponendina spektraalanalüüsiks ja mõõtmiseks. Radarisüsteemis kasutatakse elektro-optilist modulaatorit signaali moduleerimiseks ja demoduleerimiseks. Meditsiinilises diagnostikas kasutatakse optilises kuvamises ja ravis elektro-optilisi modulaatoreid.