Négy általános modulátor áttekintése

Négy általános modulátor áttekintése

Ez a cikk négy modulációs módszert vezet be (a lézer amplitúdójának megváltoztatása a nanosekundumos vagy szubnanoszekundumos időtartományban), amelyeket a szálas rendszerekben leggyakrabban használnak. Ide tartoznak az AOM (Acousto-optikus moduláció), az EOM (elektro-optikai moduláció), a SOM/SOA(félvezető fényerősítés, más néven félvezető moduláció), ésközvetlen lézeres moduláció- Köztük AOM,EOM, SOM a külső modulációhoz vagy a közvetett modulációhoz tartozik.

1. Acousto-optikus modulátor (AOM)

Az Acousto-optikus moduláció egy fizikai folyamat, amely az akuszto-optikai hatást használja az információk optikai hordozóra történő betöltésére. A moduláláskor először az elektromos Acoustic transzducerre alkalmazzák az elektromos jelet (amplitúdó-modulációt), amely az elektromos jelet ultrahangos mezőré alakítja. Amikor a fényhullám áthalad az akuszto-optikai közegen, az optikai hordozó modulálódik, és intenzitással modulált hullámhordozóvá válik az akuszto-optikai hatás miatt

2. Elektro-optikai modulátor(EOM)

Az elektro-optikai modulátor egy olyan modulátor, amely bizonyos elektro-optikai kristályok, például lítium-niobátkristályok (LINB03), GAAS kristályok (GAAS) és lítium-tantalát kristályok (LITA03) elektro-optikai hatásait használja. Az elektro-optikai hatás az, hogy amikor a feszültséget az elektro-optikai kristályra alkalmazzák, az elektro-optikai kristály törésmutatója megváltozik, ami a kristály fényhullám-jellemzőinek megváltozását eredményezi, és a fázis, az amplitúdó, az intenzitás és az optikai jel polarizációs állapotának modulációja megvalósul.

Ábra: Az EOM meghajtó áramkör tipikus konfigurációja

3. félvezető optikai modulátor/félvezető optikai erősítő (SOM/SOA)

A félvezető optikai erősítőt (SOA) általában az optikai jelerősítéshez használják, amelynek előnyei vannak a chip, az alacsony energiafogyasztás, az összes sáv támogatása stb.Erbium-adalékolt rosterősítő). A félvezető optikai modulátor (SOM) ugyanaz az eszköz, mint a félvezető optikai erősítő, de a használatának módja kissé különbözik attól, ahogyan a hagyományos SOA erősítővel használják, és az olyan mutatók, amelyekre összpontosít, amikor könnyű modulátorként használják, kissé különbözik az erősítőként használt. Az optikai jelerősítéshez használva általában stabil vezetési áramot adnak a SOA -nak annak biztosítása érdekében, hogy a SOA a lineáris régióban működik; Ha az optikai impulzusok modulálására használják, folyamatos optikai jeleket ad be a SOA -ba, elektromos impulzusokat használ a SOA meghajtó áramának szabályozására, majd a SOA kimeneti állapotának amplifikációjaként/csillapításként történő vezérlésére. A SOA amplifikációs és csillapítási jellemzők felhasználásával ezt a modulációs módot fokozatosan alkalmazták néhány új alkalmazásra, például az optikai szálérzékelésre, a LIDAR, az OCT orvosi képalkotásra és más területekre. Különösen néhány olyan forgatókönyv esetében, amelyek viszonylag nagy mennyiségű, energiafogyasztási és kihalási arányt igényelnek.

4. Látható, hogy az impulzus elején van egy tüske, amelyet a lézerhordozó relaxációja okoz. Ha körülbelül 100 pikosekundumos impulzust szeretne kapni, akkor használhatja ezt a tüskét. De általában nem akarjuk, hogy ez a tüske.

Összegez

Az AOM alkalmas néhány watt optikai teljesítményre, és frekvenciaváltó funkcióval rendelkezik. Az EOM gyors, de a meghajtó bonyolultsága magas, és a kihalási arány alacsony. A SOM (SOA) az optimális megoldás a GHz sebességére és a magas kihalási arányra, alacsony energiafogyasztással, miniatürizálással és egyéb jellemzőkkel. A közvetlen lézeres diódák a legolcsóbb megoldás, de tisztában kell lennie a spektrális jellemzők változásaival. Minden modulációs rendszernek megvan a maga előnyei és hátrányai, és fontos, hogy pontosan megértsük az alkalmazási követelményeket egy rendszer kiválasztásakor, és ismerjük az egyes rendszerek előnyeit és hátrányait, és válasszuk ki a legmegfelelőbb rendszert. Például, az elosztott szálérzékelés során a hagyományos AOM a fő, de néhány új rendszertervben a SOA rendszerek használata gyorsan növekszik, néhány széllidarban a hagyományos sémák kétlépcsős AOM-ot használnak, az új sémát a költségek csökkentése, a méret csökkentése és a kihalási arány javítása érdekében. A kommunikációs rendszerben az alacsony sebességű rendszer általában elfogadja a közvetlen modulációs sémát, és a nagysebességű rendszer általában az elektro-optikai modulációs sémát használja.