To'rtta umumiy modulyatorlarning umumiy ko'rinishi

To'rtta umumiy modulyatorlarning umumiy ko'rinishi

Ushbu maqola tolali lazer tizimlarida eng ko'p qo'llaniladigan to'rtta modulyatsiya usulini (nanosekund yoki subnanosekund vaqt sohasidagi lazer amplitudasini o'zgartirish) taqdim etadi. Bularga AOM (akusto-optik modulyatsiya), EOM (elektro-optik modulyatsiya), SOM/SOA(yarim o'tkazgichli yorug'likni kuchaytirish, shuningdek, yarimo'tkazgich modulyatsiyasi deb ham ataladi) vato'g'ridan-to'g'ri lazer modulyatsiyasi. Ular orasida AOM,EOM,SOM tashqi modulyatsiyaga yoki bilvosita modulyatsiyaga tegishli.

1. Akusto-optik modulyator (AOM)

Akusto-optik modulyatsiya - ma'lumotni optik tashuvchiga yuklash uchun akusto-optik effektdan foydalanadigan jismoniy jarayon. Modulyatsiya qilishda elektr signali (amplitudali modulyatsiya) birinchi navbatda elektr signalini ultratovush maydoniga aylantiradigan elektroakustik transduserga qo'llaniladi. Yorug'lik to'lqini akusto-optik muhitdan o'tganda, optik tashuvchi modulyatsiyalanadi va akusto-optik ta'sir tufayli ma'lumot tashuvchi intensivligi modulyatsiyalangan to'lqinga aylanadi.

2. Elektro-optik modulyator(EOM)

Elektro-optik modulyator - lityum niobat kristallari (LiNb03), GaAs kristallari (GaAs) va lityum tantalat kristallari (LiTa03) kabi ma'lum elektro-optik kristallarning elektro-optik ta'siridan foydalanadigan modulyator. Elektro-optik effekt shundan iboratki, elektro-optik kristalga kuchlanish qo'llanilganda, elektro-optik kristalning sinishi indeksi o'zgaradi, natijada kristalning yorug'lik to'lqini xususiyatlari o'zgaradi va fazaning modulyatsiyasi, optik signalning amplitudasi, intensivligi va qutblanish holati amalga oshiriladi.

Rasm: EOM drayveri sxemasining odatiy konfiguratsiyasi

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

Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich (SOA) odatda optik signalni kuchaytirish uchun ishlatiladi, bu chip, kam quvvat iste'moli, barcha diapazonlarni qo'llab-quvvatlash va hokazo afzalliklariga ega va EDFA ( kabi an'anaviy optik kuchaytirgichlarga kelajakda muqobildir.Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgich). Yarimo'tkazgichli optik modulyator (SOM) yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich bilan bir xil qurilmadir, lekin uni ishlatish usuli an'anaviy SOA kuchaytirgichidan foydalanish usulidan biroz farq qiladi va u ko'rsatkich sifatida foydalanilganda e'tibor qaratadi. yorug'lik modulyatori kuchaytirgich sifatida ishlatiladiganlardan bir oz farq qiladi. Optik signalni kuchaytirish uchun foydalanilganda, SOA ning chiziqli mintaqada ishlashini ta'minlash uchun odatda SOA ga barqaror harakatlantiruvchi oqim beriladi; Optik impulslarni modulyatsiya qilish uchun foydalanilganda, u SOA ga uzluksiz optik signallarni kiritadi, SOA haydovchi oqimini nazorat qilish uchun elektr impulslaridan foydalanadi va keyin SOA chiqish holatini kuchaytirish/susaytirish sifatida boshqaradi. SOA kuchaytirish va susaytirish xususiyatlaridan foydalangan holda, ushbu modulyatsiya rejimi asta-sekin optik tolali sensorlar, LiDAR, OCT tibbiy ko'rish va boshqa sohalar kabi ba'zi yangi ilovalarga qo'llanildi. Ayniqsa, nisbatan yuqori hajm, quvvat sarfi va so'nish nisbati talab qilinadigan ba'zi stsenariylar uchun.

4. Lazerli to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya, shuningdek, to'g'ridan-to'g'ri lazerli oqim oqimini to'g'ridan-to'g'ri nazorat qilish orqali optik signalni modulyatsiya qilishi mumkin, quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya orqali 3 nanosekundlik impuls kengligi olinadi. Ko'rinib turibdiki, pulsning boshida boshoq bor, bu lazer tashuvchisining bo'shashishi natijasida yuzaga keladi. Taxminan 100 pikosekundlik pulsni olishni istasangiz, bu boshoqdan foydalanishingiz mumkin. Lekin, odatda, biz bu boshoqqa ega bo'lishni xohlamaymiz.

Xulosa

AOM bir necha vattda optik quvvat chiqishi uchun mos keladi va chastotani o'zgartirish funktsiyasiga ega. EOM tez, lekin haydovchining murakkabligi yuqori va yo'q bo'lib ketish darajasi past. SOM (SOA) kam quvvat iste'moli, miniatyuralashtirish va boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan gigagertsli tezlik va yuqori so'nish nisbati uchun optimal yechimdir. To'g'ridan-to'g'ri lazerli diodlar eng arzon echimdir, ammo spektral xususiyatlardagi o'zgarishlardan xabardor bo'ling. Har bir modulyatsiya sxemasining o'ziga xos afzalliklari va kamchiliklari bor va sxemani tanlashda qo'llash talablarini to'g'ri tushunish va har bir sxemaning afzalliklari va kamchiliklari bilan tanishish va eng mos sxemani tanlash muhimdir. Masalan, taqsimlangan tolani sezishda 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, yangi sxema dizayni ishlatiladi. xarajatlarni kamaytirish, hajmini kamaytirish va yo'q bo'lib ketish nisbatini yaxshilash, SOA sxemasi qabul qilinadi. Aloqa tizimida past tezlikli tizim odatda to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya sxemasini qabul qiladi va yuqori tezlikli tizim odatda elektro-optik modulyatsiya sxemasidan foydalanadi.