Оптикалық модулятор дегеніміз не?

Оптикалық модулятор дегеніміз не?

Оптикалық модуляторжиі лазер сәулелері сияқты жарық сәулелерінің қасиеттерін басқару үшін қолданылады. Құрылғы оптикалық қуат немесе фаза сияқты сәуленің қасиеттерін басқара алады. Модуляцияланған сәуленің сипатына сәйкес модулятор деп аталадықарқындылық модуляторы, фазалық модулятор, поляризация модуляторы, кеңістіктік Оптикалық модулятор және т.б. Модуляторлардың әртүрлі түрлері талшықты-оптикалық байланыстар, дисплей құрылғылары, Q-қосқыш немесе режим-бұғатталған лазерлер және оптикалық өлшеу сияқты әртүрлі қолданбаларда қолданылуы мүмкін.

Оптикалық модулятор түрі

Модуляторлардың бірнеше түрлері бар:

1. Акусто-оптикалық модулятор – акусто-оптикалық әсерге негізделген модулятор. Олар лазер сәулесінің амплитудасын ауыстыру немесе үздіксіз реттеу, жарық жиілігін өзгерту немесе кеңістік бағытын өзгерту үшін қолданылады.

2. Theэлектрооптикалық модуляторкөпіршікті Керрс қорабындағы электро-оптикалық әсерді пайдаланады. Олар поляризация күйін, фазаны немесе сәуленің қуатын модуляциялай алады немесе ультра қысқа импульстік күшейткіштер бөлімінде айтылғандай импульсті алу үшін пайдаланылуы мүмкін.

3. Электрлік абсорбция модуляторы – талшықты оптикалық байланыста мәліметтерді таратқышта қолданылатын қарқындылық модуляторы.

(4) Мах-Зендер модуляторлары сияқты кедергі модуляторлары әдетте оптикалық деректерді беру үшін фотонды интегралды схемаларда қолданылады.

5. Талшықты-оптикалық модуляторлар әртүрлі принциптерге негізделуі мүмкін. Бұл шынайы талшықты-оптикалық құрылғы болуы мүмкін немесе ол талшықты пигтейльдерді қамтитын дене құрамдас бөлігі болуы мүмкін.

6. Сұйық кристалды модулятор оптикалық дисплей жабдығына немесе импульсті қалыпқа келтіруге қолдануға жарамды. Оларды кеңістіктік жарық модуляторлары ретінде де пайдалануға болады, яғни трансмиссия кеңістікке байланысты өзгереді, бұл дисплей құрылғыларында қолданылуы мүмкін.

7. Модуляция дискісі кейбір арнайы оптикалық өлшемдерде (мысалы, құлыптау күшейткіштерін пайдалану) қолданылатын сәуленің қуатын мезгіл-мезгіл өзгерте алады.

8. Проекциялық дисплейлерде кремний негізіндегі жарық клапандары және екі өлшемді айна массивтері сияқты микромеханикалық модуляторлар (микромеханикалық жүйелер, MEMS) ерекше маңызды.

9. Электроптикалық модуляторлар сияқты көлемді оптикалық модуляторлар үлкен сәуле аймағын пайдалана алады және сонымен қатар жоғары қуатты жағдайларға қолданылуы мүмкін. Талшықты біріктірілген модуляторлар, әдетте талшықты пигтейльдері бар толқындық модуляторлар талшықты-оптикалық жүйелерге оңай біріктіріледі.

.

Оптикалық модуляторды қолдану

Оптикалық модуляторлардың көптеген салаларда қолдану аясы кең. Төменде оптикалық модуляторлардың негізгі қолдану аймақтары және олардың арнайы қолданбалары берілген:

1. Оптикалық байланыс: Оптикалық байланыс жүйелерінде ақпаратты беру мақсатында оптикалық сигналдардың амплитудасын, жиілігін және фазасын модуляциялау үшін оптикалық модуляторлар қолданылады. Ол әдетте фотоэлектрлік түрлендіру, оптикалық сигнал модуляциясы және демодуляция сияқты негізгі қадамдарда қолданылады. Электроптикалық модуляторлар электрондық сигналдарды оптикалық сигналдарға түрлендіру және деректерді кодтау мен беруді жүзеге асыру үшін қолданылатын жоғары жылдамдықты оптикалық байланыс жүйелерінде ерекше маңызды. Оптикалық сигналдың қарқындылығын немесе фазасын модуляциялау арқылы жарықты ауыстыру, модуляция жылдамдығын басқару және сигналды модуляциялау функцияларын жүзеге асыруға болады.

2. Оптикалық зондтау: Оптикалық модулятор оптикалық сигналдың сипаттамаларын модуляциялау арқылы қоршаған ортаны өлшеу мен бақылауды жүзеге асыра алады. Мысалы, жарықтың фазасын немесе амплитудасын модуляциялау арқылы талшықты-оптикалық гироскоптар, талшықты-оптикалық қысым сенсорлары және т.б. жүзеге асырылуы мүмкін.

3. Оптикалық сақтау және өңдеу: Оптикалық модуляторлар оптикалық сақтау және оптикалық өңдеу қолданбалары үшін қолданылады. Оптикалық жадта оптикалық модуляторларды оптикалық тасымалдағышқа және одан тыс ақпаратты жазу және оқу үшін пайдалануға болады. Оптикалық өңдеуде оптикалық модуляторды оптикалық сигналдарды қалыптастыру, сүзу, модуляциялау және демодуляциялау үшін пайдалануға болады.

4. Оптикалық бейнелеу: оптикалық модуляторларды жарық сәулесінің фазасы мен амплитудасын модуляциялау үшін пайдалануға болады, осылайша оптикалық бейнелеуде кескіннің сипаттамаларын өзгертуге болады. Мысалы, жарық өрісінің модуляторы сәуленің фокустық ұзындығы мен фокустау тереңдігін өзгерту үшін екі өлшемді фазалық модуляцияны жүзеге асыра алады.

5. Оптикалық шуды басқару: Оптикалық модулятор жарықтың қарқындылығы мен жиілігін басқара алады, осылайша оптикалық жүйедегі оптикалық шуды азайтады немесе басады. Оны оптикалық күшейткіштерде, лазерлерде және оптикалық талшықты беру жүйелерінде сигнал-шуыл қатынасын және жүйенің өнімділігін жақсарту үшін пайдалануға болады.

6. Басқа қолданбалар: электро-оптикалық модуляторлар спектрлік талдауда, радиолокациялық жүйелерде, медициналық диагностикада және басқа салаларда да қолданылады. Спектроскопияда электро-оптикалық модуляторды спектрлік талдау және өлшеу үшін оптикалық спектр анализаторының құрамдас бөлігі ретінде пайдалануға болады. Радиолокациялық жүйеде сигналды модуляциялау және демодуляциялау үшін электрооптикалық модулятор қолданылады. Медициналық диагностикада электро-оптикалық модуляторлар оптикалық бейнелеуде және терапияда қолданылады.