Төрт жалпы модуляторға шолу

Төрт жалпы модуляторға шолу

Бұл мақала талшықты лазерлік жүйелерде жиі қолданылатын төрт модуляция әдісін (наносекундтық немесе субнаносекундтық уақыт доменіндегі лазер амплитудасын өзгерту) ұсынады. Оларға AOM (акусто-оптикалық модуляция), EOM (электро-оптикалық модуляция), SOM/ жатады.SOA(жартылай өткізгішті жарықты күшейту жартылай өткізгіш модуляция деп те аталады) жәнетікелей лазерлік модуляция. Олардың ішінде АОМ,EOM,SOM сыртқы модуляцияға немесе жанама модуляцияға жатады.

1. Акусто-оптикалық модулятор (AOM)

Акусто-оптикалық модуляция – ақпаратты оптикалық тасымалдағышқа жүктеу үшін акусто-оптикалық әсерді қолданатын физикалық процесс. Модуляциялау кезінде электр сигналы (амплитудалық модуляция) алдымен электр сигналын ультрадыбыстық өріске түрлендіретін электроакустикалық түрлендіргішке қолданылады. Жарық толқыны акусто-оптикалық орта арқылы өткенде, оптикалық тасымалдаушы модуляцияланады және акусто-оптикалық әсерге байланысты ақпаратты тасымалдайтын қарқындылығы модуляцияланған толқынға айналады.

2. Электроптикалық модулятор(EOM)

Электро-оптикалық модулятор - литий ниобат кристалдары (LiNb03), GaAs кристалдары (GaAs) және литий танталат кристалдары (LiTa03) сияқты белгілі бір электро-оптикалық кристалдардың электр-оптикалық әсерлерін пайдаланатын модулятор. Электроптикалық эффект электрооптикалық кристалға кернеуді бергенде электрооптикалық кристалдың сыну көрсеткіші өзгереді, нәтижесінде кристалдың жарық толқынының сипаттамалары өзгереді және фазаның модуляциясы, оптикалық сигналдың амплитудасы, қарқындылығы және поляризациялық күйі жүзеге асырылады.

Сурет: EOM драйвер тізбегінің типтік конфигурациясы

3. Жартылай өткізгішті оптикалық модулятор/Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш (SOM/SOA)

Жартылай өткізгішті оптикалық күшейткіш (SOA) әдетте оптикалық сигналды күшейту үшін пайдаланылады, оның артықшылықтары микросхема, төмен қуат тұтыну, барлық жолақтарды қолдау және т.Эрбиум қосылған талшықты күшейткіш). Жартылай өткізгішті оптикалық модулятор (SOM) - жартылай өткізгішті оптикалық күшейткішпен бірдей құрылғы, бірақ оны пайдалану тәсілі дәстүрлі SOA күшейткішімен қолданылу тәсілінен және ол ретінде пайдаланылған кезде назар аударатын индикаторлардан сәл өзгеше. жарық модуляторы күшейткіш ретінде қолданылатындардан біршама ерекшеленеді. Оптикалық сигналды күшейту үшін пайдаланылған кезде, SOA сызықтық аймақта жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін әдетте SOA-ға тұрақты қозғаушы ток беріледі; Ол оптикалық импульстарды модуляциялау үшін пайдаланылған кезде, ол SOA-ға үздіксіз оптикалық сигналдарды енгізеді, SOA жетек тоғын басқару үшін электрлік импульстарды пайдаланады, содан кейін күшейту/әлсірету ретінде SOA шығыс күйін басқарады. SOA күшейту және әлсірету сипаттамаларын пайдалана отырып, бұл модуляция режимі оптикалық талшықты анықтау, LiDAR, OCT медициналық бейнелеу және басқа салалар сияқты кейбір жаңа қолданбаларға біртіндеп қолданылды. Әсіресе салыстырмалы түрде жоғары көлемді, қуат тұтынуды және өшіру коэффициентін қажет ететін кейбір сценарийлер үшін.

4. Лазердің тікелей модуляциясы оптикалық сигналды лазердің ығысу тоғын тікелей басқару арқылы да модуляциялай алады, төмендегі суретте көрсетілгендей, тікелей модуляция арқылы 3 наносекундтық импульс ені алынады. Лазер тасушының босаңсуынан туындаған импульстің басында секіру бар екенін көруге болады. Егер сіз шамамен 100 пикосекундтық импульсті алғыңыз келсе, бұл спикті пайдалануға болады. Бірақ, әдетте, біз бұл өсуді қаламаймыз.

Қорытындылау

AOM бірнеше ватттағы оптикалық қуат шығысы үшін жарамды және жиілікті ауыстыру функциясы бар. EOM жылдам, бірақ дискінің күрделілігі жоғары және жойылу коэффициенті төмен. SOM (SOA) – аз қуат тұтынуы, миниатюризациялау және басқа да мүмкіндіктері бар ГГц жылдамдығы мен жоғары өшіру коэффициенті үшін оңтайлы шешім. Тікелей лазерлік диодтар ең арзан шешім болып табылады, бірақ спектрлік сипаттамалардағы өзгерістерді ескеріңіз. Әрбір модуляция схемасының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар және схеманы таңдау кезінде қолдану талаптарын дәл түсіну және әрбір схеманың артықшылықтары мен кемшіліктерімен танысу және ең қолайлы схеманы таңдау маңызды. Мысалы, таратылған талшықты зондтауда дәстүрлі AOM негізгі болып табылады, бірақ кейбір жаңа жүйелік конструкцияларда SOA схемаларын пайдалану тез өсуде, кейбір жел liDAR дәстүрлі схемаларында екі сатылы AOM, жаңа схема дизайнын пайдалану үшін қолданылады. құнын төмендету, өлшемін азайту және жойылу коэффициентін жақсарту, SOA схемасы қабылданған. Байланыс жүйесінде төмен жылдамдықты жүйе әдетте тікелей модуляция схемасын қабылдайды, ал жоғары жылдамдықты жүйе әдетте электрооптикалық модуляция схемасын пайдаланады.