Электроптикалық модуляторларды жан-жақты түсіну

Электроптикалық модуляторларды жан-жақты түсіну
Электроптикалық модулятор (ЭОМ) - оптикалық сигналдарды басқару үшін электрлік сигналдарды пайдаланатын, негізінен телекоммуникация технологиясы саласындағы оптикалық сигналды түрлендіру процесінде қолданылатын электрооптикалық түрлендіргіш.
Төменде электрооптикалық модуляторға егжей-тегжейлі кіріспе берілген:
1. Негізгі қағидасыэлектрооптикалық модуляторэлектрооптикалық әсерге негізделген, яғни кейбір материалдардың сыну көрсеткіші қолданылған электр өрісінің әсерінен өзгереді. Жарық толқындары осы кристалдардан өткен кезде, таралу сипаттамалары электр өрісімен бірге өзгереді. Осы принципті қолдана отырып, фазалық, амплитудалық немесе поляризациялық күйоптикалықСигналдың берілуін қолданылатын электр өрісін өзгерту арқылы басқаруға болады.
2. Құрылымы және құрамы Электро-оптикалық модуляторлар әдетте оптикалық жолдардан, күшейткіштерден, сүзгілерден және фотоэлектрлік түрлендіргіштерден тұрады. Сонымен қатар, оған жоғары жылдамдықты драйверлер, оптикалық талшықтар және пьезоэлектрлік кристалдар сияқты негізгі компоненттер кіреді. Электро-оптикалық модулятордың құрылымы оның модуляция режиміне және қолдану талаптарына байланысты өзгеруі мүмкін, бірақ әдетте екі бөліктен тұрады: электро-оптикалық инвертор модулі және фотоэлектрлік модуляция модулі.
3. Модуляция режимі Электроптикалық модулятордың екі негізгі модуляция режимі бар:фазалық модуляцияжәне қарқындылық модуляциясы. Фазалық модуляция: Модуляцияланған сигнал өзгерген сайын тасымалдаушының фазасы да өзгереді. Покельс электрооптикалық модуляторында тасымалдаушы жиіліктегі жарық пьезоэлектрлік кристалл арқылы өтеді, ал модуляцияланған кернеу қолданылған кезде пьезоэлектрлік кристалда электр өрісі пайда болады, бұл оның сыну көрсеткішінің өзгеруіне әкеледі, осылайша жарықтың фазасы өзгереді.Қарқындылық модуляциясыОптикалық тасымалдаушының қарқындылығы (жарық қарқындылығы) модуляцияланған сигнал өзгерген сайын өзгереді. Қарқындылық модуляциясы әдетте Мах-Цендер интерферометріне балама Мах-Цендер қарқындылық модуляторын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Екі сәуле әртүрлі қарқындылықтағы фазалық ығысу иінімен модуляцияланғаннан кейін, олар қарқындылық модуляцияланған оптикалық сигнал алу үшін ақырында интерференцияланады.
4. Қолдану салалары Электро-оптикалық модуляторлардың бірқатар салаларда кең қолданылуы бар, соның ішінде: оптикалық байланыс: Жоғары жылдамдықты оптикалық байланыс жүйелерінде деректерді кодтау және беру үшін электронды сигналдарды оптикалық сигналдарға түрлендіру үшін электро-оптикалық модуляторлар қолданылады. Оптикалық сигналдың қарқындылығын немесе фазасын модуляциялау арқылы жарықты ауыстыру, модуляция жылдамдығын басқару және сигналды модуляциялау функцияларын жүзеге асыруға болады. Спектроскопия: Электро-оптикалық модуляторларды спектрлік талдау және өлшеу үшін оптикалық спектр анализаторларының компоненттері ретінде пайдалануға болады. Техникалық өлшеу: электро-оптикалық модуляторлар радарлық жүйелерде, медициналық диагностикада және басқа да салаларда маңызды рөл атқарады. Мысалы, радарлық жүйелерде оны сигналды модуляциялау және демодуляциялау үшін пайдалануға болады; медициналық диагностикада оны оптикалық бейнелеу және терапия үшін пайдалануға болады. Жаңа фотоэлектрлік құрылғылар: электро-оптикалық модуляторларды электро-оптикалық қосқыштар, оптикалық оқшаулағыштар және т.б. сияқты жаңа фотоэлектрлік құрылғыларды өндіру үшін де пайдалануға болады.
5. Артықшылықтары мен кемшіліктері Электро-оптикалық модулятордың көптеген артықшылықтары бар, мысалы, жоғары сенімділік, төмен қуат тұтыну, орнатудың оңайлығы, шағын өлшемі және т.б. Сонымен қатар, ол жақсы электрлік сипаттамаларға және кедергілерге қарсы қабілетке ие, оны кең жолақты тарату және сигналдарды өңдеудің әртүрлі қажеттіліктері үшін пайдалануға болады. Дегенмен, электро-оптикалық модулятордың кейбір кемшіліктері де бар, мысалы, сигнал берудің кідірісі, сыртқы электромагниттік толқындардың кедергісіне оңай ұшырайды. Сондықтан, электро-оптикалық модуляторды пайдаланған кезде жақсы модуляция әсері мен өнімділігіне қол жеткізу үшін нақты қолдану қажеттіліктеріне сәйкес дұрыс өнімді таңдау қажет. Қорытындылай келе, электро-оптикалық модулятор оптикалық байланыс, спектроскопия және техникалық өлшеу сияқты көптеген салаларда кең қолданылу перспективасы бар маңызды электро-оптикалық түрлендіргіш болып табылады.
Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен және жоғары өнімді оптикалық құрылғыларға деген сұраныстың артуымен электрооптикалық модуляторлар кеңінен әзірленіп, қолданылатын болады.