02elektrooptikai modulátoréselektrooptikai modulációoptikai frekvencia fésű
Az elektrooptikai hatás arra a hatásra utal, hogy egy anyag törésmutatója megváltozik elektromos tér hatására. Az elektrooptikai hatásnak két fő típusa van: az egyik az elsődleges elektrooptikai hatás, más néven Pokels-effektus, amely az anyag törésmutatójának lineáris változását jelenti az alkalmazott elektromos térrel. A másik a másodlagos elektrooptikai hatás, más néven Kerr-effektus, amelyben az anyag törésmutatójának változása arányos az elektromos tér négyzetével. A legtöbb elektrooptikai modulátor a Pokels-effektuson alapul. Az elektrooptikai modulátor segítségével modulálhatjuk a beeső fény fázisát, és a fázismoduláció alapján, egy bizonyos konverzió révén a fény intenzitását vagy polarizációját is modulálhatjuk.
Többféle klasszikus szerkezet létezik, amint az a 2. ábrán látható. Az (a), (b) és (c) mind egyszerű szerkezetű, egyetlen modulátorból álló szerkezetek, de a létrehozott optikai frekvenciakeverék vonalszélességét az elektrooptikai sávszélesség korlátozza. Ha nagy ismétlési frekvenciájú optikai frekvenciakeverőre van szükség, akkor két vagy több modulátorra van szükség kaszkádban, ahogy az a 2. ábra (d)(e) részén látható. Az optikai frekvenciakeverőt létrehozó szerkezetek utolsó típusát elektrooptikai rezonátornak nevezik, amely a rezonátorba helyezett elektrooptikai modulátor, vagy maga a rezonátor is képes elektrooptikai hatást létrehozni, ahogy az a 3. ábrán látható.
2. ÁBRA Több kísérleti eszköz optikai frekvenciakeverékek előállítására, amelyek a következőkön alapulnak:elektrooptikai modulátorok
3. ÁBRA Több elektrooptikai üreg szerkezete
03 Elektrooptikai moduláció optikai frekvencia fésű jellemzői
Első előny: hangolhatóság
Mivel a fényforrás egy hangolható széles spektrumú lézer, és az elektrooptikai modulátor is rendelkezik egy bizonyos működési frekvenciasávszélességgel, az elektrooptikai modulációs optikai frekvenciakefés is frekvenciahangolható. A hangolható frekvencia mellett, mivel a modulátor hullámforma-generálása hangolható, a kapott optikai frekvenciakefés ismétlési frekvenciája is hangolható. Ez egy olyan előny, amellyel a móduskapcsolt lézerek és mikrorezonátorok által előállított optikai frekvenciakefések nem rendelkeznek.
Második előny: ismétlési gyakoriság
Az ismétlési frekvencia nemcsak rugalmas, de a kísérleti berendezések cseréje nélkül is elérhető. Az elektrooptikai modulációs optikai frekvenciakefés vonalszélessége nagyjából megegyezik a modulációs sávszélességgel, az általános kereskedelmi forgalomban kapható elektrooptikai modulátor sávszélessége 40 GHz, és az elektrooptikai modulációs optikai frekvenciakefés ismétlési frekvenciája meghaladhatja az összes többi módszerrel generált optikai frekvenciakefés sávszélességet, kivéve a mikrorezonátort (amely elérheti a 100 GHz-et).
3. előny: spektrális formázás
Az elektrooptikai modulációval előállított optikai fésűhöz képest az optikai korong alakját számos szabadsági fok határozza meg, például a rádiófrekvenciás jel, az előfeszítő feszültség, a beeső polarizáció stb., amelyekkel a különböző fésűk intenzitását lehet szabályozni a spektrális formázás célja érdekében.
04 Elektrooptikai modulátor optikai frekvenciakefés alkalmazása
Az elektrooptikai modulátoros optikai frekvenciafésülés gyakorlati alkalmazása során az egy- és kétfésű spektrumokra osztható. Az egyfésű spektrum vonaltávolsága nagyon keskeny, így nagy pontosság érhető el. Ugyanakkor a móduszáras lézerrel előállított optikai frekvenciafésüléshez képest az elektrooptikai modulátoros optikai frekvenciafésüléses eszköz kisebb és jobban hangolható. A kettős fésűs spektrométert két, kissé eltérő ismétlési frekvenciával rendelkező koherens, egyetlen fésű interferenciája hozza létre, és az ismétlési frekvencia különbsége az új interferenciafésű spektrum vonaltávolsága. Az optikai frekvenciafésüléses technológia alkalmazható optikai képalkotásban, távolságmérésében, vastagságmérésben, műszerkalibrálásban, tetszőleges hullámforma-spektrumformálásban, rádiófrekvenciás fotonikában, távkommunikációban, optikai lopakodásban és így tovább.
4. ÁBRA Optikai frekvenciaváltó alkalmazási forgatókönyve: Példaként a nagysebességű lövedék profiljának mérését tekintve
Közzététel ideje: 2023. dec. 19.