To'rtta keng tarqalgan modulyatorga umumiy nuqtai nazar

To'rtta keng tarqalgan modulyatorga umumiy nuqtai nazar

Ushbu maqolada tolali lazer tizimlarida eng ko'p qo'llaniladigan to'rtta modulyatsiya usuli (nanosekund yoki subnanosekund vaqt domenida lazer amplitudasini o'zgartirish) taqdim etiladi. Bularga AOM (akusto-optik modulyatsiya), EOM (elektro-optik modulyatsiya), SOM/ kiradi.SOA(yarimo'tkazgichli yorug'lik kuchaytirilishi, shuningdek, yarimo'tkazgichli modulyatsiya deb ham ataladi) vato'g'ridan-to'g'ri lazer modulyatsiyasiUlar orasida AOM,EOMSOM tashqi modulyatsiyaga yoki bilvosita modulyatsiyaga tegishli.

1. Akusto-optik modulyator (AOM)

Akusto-optik modulyatsiya - bu akusto-optik effektdan foydalanib, ma'lumotni optik tashuvchiga yuklaydigan fizik jarayon. Modulyatsiya qilishda elektr signali (amplituda modulyatsiyasi) avval elektroakustik o'zgartirgichga qo'llaniladi, u elektr signalini ultratovush maydoniga aylantiradi. Yorug'lik to'lqini akusto-optik muhitdan o'tganda, optik tashuvchi modulyatsiya qilinadi va akusto-optik ta'sir tufayli ma'lumotni tashuvchi intensivlik modulyatsiyalangan to'lqinga aylanadi.

2. Elektro-optik modulyator(EOM)

Elektro-optik modulyator - bu lityum niobat kristallari (LiNb03), GaAs kristallari (GaAs) va lityum tantalat kristallari (LiTa03) kabi ma'lum elektro-optik kristallarning elektro-optik effektlaridan foydalanadigan modulyator. Elektro-optik effekt shundaki, elektro-optik kristallga kuchlanish qo'llanilganda, elektro-optik kristalning sinish ko'rsatkichi o'zgaradi, natijada kristalning yorug'lik to'lqini xususiyatlari o'zgaradi va optik signalning fazasi, amplitudasi, intensivligi va polyarizatsiya holati modulyatsiyasi amalga oshiriladi.

Shakl: EOM drayveri sxemasining odatiy konfiguratsiyasi

3. Yarimo'tkazgichli optik modulyator/Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich (SOM/SOA)

Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich (SOA) odatda optik signalni kuchaytirish uchun ishlatiladi, bu chip, kam quvvat sarfi, barcha diapazonlarni qo'llab-quvvatlash va boshqalar kabi afzalliklarga ega va EDFA (masalan,Erbiy bilan qoplangan tolali kuchaytirgich). Yarimo'tkazgichli optik modulyator (SOM) yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich bilan bir xil qurilma, ammo uni ishlatish usuli an'anaviy SOA kuchaytirgichi bilan ishlatish usulidan biroz farq qiladi va yorug'lik modulyatori sifatida ishlatilganda unga yo'naltirilgan ko'rsatkichlar kuchaytirgich sifatida ishlatiladigan ko'rsatkichlardan biroz farq qiladi. Optik signalni kuchaytirish uchun ishlatilganda, SOA ning chiziqli mintaqada ishlashini ta'minlash uchun odatda SOA ga barqaror harakatlantiruvchi oqim beriladi; Optik impulslarni modulyatsiya qilish uchun ishlatilganda, u SOA ga uzluksiz optik signallarni kiritadi, SOA haydovchi oqimini boshqarish uchun elektr impulslaridan foydalanadi va keyin SOA chiqish holatini kuchaytirish/susaytirish sifatida boshqaradi. SOA kuchaytirish va susayish xususiyatlaridan foydalangan holda, ushbu modulyatsiya rejimi asta-sekin optik tolali sensor, LiDAR, OCT tibbiy tasvirlash va boshqa sohalar kabi ba'zi yangi ilovalarga qo'llanila boshlandi. Ayniqsa, nisbatan yuqori hajm, quvvat sarfi va yo'qolish nisbati talab qiladigan ba'zi stsenariylar uchun.

4. Lazerli to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya lazerning yon oqimini to'g'ridan-to'g'ri boshqarish orqali optik signalni modulyatsiya qilishi mumkin, quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya orqali 3 nanosekundlik impuls kengligi olinadi. Ko'rinib turibdiki, impuls boshida lazer tashuvchisining bo'shashishi natijasida paydo bo'ladigan keskinlik bor. Agar siz taxminan 100 pikosekundlik impulsni olishni istasangiz, bu keskinlikdan foydalanishingiz mumkin. Lekin odatda biz bu keskinlikka ega bo'lishni xohlamaymiz.

Xulosa

AOM bir necha vattli optik quvvat chiqishi uchun mos keladi va chastotani o'zgartirish funktsiyasiga ega. EOM tezkor, ammo haydovchi murakkabligi yuqori va o'chirish nisbati past. SOM (SOA) GHz tezligi va yuqori o'chirish nisbati uchun optimal yechim bo'lib, kam quvvat sarfi, miniatyurizatsiya va boshqa xususiyatlarga ega. To'g'ridan-to'g'ri lazer diodlari eng arzon yechim hisoblanadi, ammo spektral xususiyatlardagi o'zgarishlardan xabardor bo'lish kerak. Har bir modulyatsiya sxemasi o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega va sxemani tanlashda qo'llanilish talablarini aniq tushunish, har bir sxemaning afzalliklari va kamchiliklari bilan tanish bo'lish va eng mos sxemani tanlash muhimdir. Masalan, taqsimlangan optik tolali sensorlarda an'anaviy AOM asosiy hisoblanadi, ammo ba'zi yangi tizim dizaynlarida SOA sxemalaridan foydalanish tez sur'atlar bilan o'sib bormoqda, ba'zi shamol liDAR an'anaviy sxemalarida ikki bosqichli AOM ishlatiladi, yangi sxema dizaynida xarajatlarni kamaytirish, o'lchamni kamaytirish va o'chirish nisbatini yaxshilash uchun SOA sxemasi qo'llaniladi. Aloqa tizimida past tezlikdagi tizim odatda to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya sxemasini, yuqori tezlikdagi tizim esa odatda elektro-optik modulyatsiya sxemasini qo'llaydi.