Oorsig van vier algemene modulators

Oorsig van vier algemene modulators

Hierdie artikel stel vier modulasiemetodes bekend (verandering van die laseramplitude in die nanosekonde- of subnanosekonde-tyddomein) wat die meeste in vesellaserstelsels gebruik word. Dit sluit in AOM (akoesto-optiese modulasie), EOM (elektro-optiese modulasie), SOM/SOA(halfgeleierligversterking ook bekend as halfgeleiermodulasie), endirekte lasermodulasieOnder hulle, AOM,EOMSOM behoort tot eksterne modulasie, of indirekte modulasie.

1. Akoesto-optiese Modulator (AOM)

Akoesto-optiese modulasie is 'n fisiese proses wat die akoesto-optiese effek gebruik om inligting op die optiese draer te laai. Tydens modulasie word die elektriese sein (amplitudemodulasie) eers op die elektro-akoestiese transducer toegepas, wat die elektriese sein in 'n ultrasoniese veld omskakel. Wanneer die liggolf deur die akoesto-optiese medium beweeg, word die optiese draer gemoduleer en word dit 'n intensiteitsgemoduleerde golf wat inligting dra as gevolg van die akoesto-optiese werking.

2. Elektro-optiese Modulator(EOM)

'n Elektro-optiese modulator is 'n modulator wat die elektro-optiese effekte van sekere elektro-optiese kristalle, soos litiumniobatkristalle (LiNb03), GaAs-kristalle (GaAs) en litiumtantalaatkristalle (LiTa03), benut. Die elektro-optiese effek is dat wanneer die spanning op die elektro-optiese kristal toegepas word, die brekingsindeks van die elektro-optiese kristal sal verander, wat lei tot veranderinge in die liggolf-eienskappe van die kristal, en die modulasie van die fase, amplitude, intensiteit en polarisasietoestand van die optiese sein word gerealiseer.

Figuur: Tipiese konfigurasie van EOM-drywerkring

3. Halfgeleier Optiese Modulator/Halfgeleier Optiese Versterker (SOM/SOA)

Halfgeleier optiese versterker (SOA) word gewoonlik gebruik vir optiese seinversterking, wat die voordele van skyfie, lae kragverbruik, ondersteuning vir alle bande, ens. het, en is 'n toekomstige alternatief vir tradisionele optiese versterkers soos EDFA (Erbium-gedoteerde veselversterker'n Halfgeleier optiese modulator (SOM) is dieselfde toestel as 'n halfgeleier optiese versterker, maar die manier waarop dit gebruik word, verskil effens van die manier waarop dit met 'n tradisionele SOA-versterker gebruik word, en die aanwysers waarop dit fokus wanneer dit as 'n ligmodulator gebruik word, verskil effens van dié wat as 'n versterker gebruik word. Wanneer dit vir optiese seinversterking gebruik word, word 'n stabiele dryfstroom gewoonlik aan die SOA verskaf om te verseker dat die SOA in die lineêre gebied werk; Wanneer dit gebruik word om optiese pulse te moduleer, voer dit deurlopende optiese seine na die SOA in, gebruik elektriese pulse om die SOA-dryfstroom te beheer, en beheer dan die SOA-uitsettoestand as versterking/verswakking. Deur die SOA-versterking- en verswakkingseienskappe te gebruik, is hierdie modulasiemodus geleidelik toegepas op 'n paar nuwe toepassings, soos optiese veselwaarneming, LiDAR, OCT mediese beeldvorming en ander velde. Veral vir sommige scenario's wat relatief hoë volume, kragverbruik en uitdowingsverhouding vereis.

4. Direkte lasermodulasie kan ook die optiese sein moduleer deur die laservoorspanningstroom direk te beheer, soos in die figuur hieronder getoon, word 'n pulswydte van 3 nanosekondes verkry deur direkte modulasie. Daar kan gesien word dat daar 'n piek aan die begin van die puls is, wat veroorsaak word deur die ontspanning van die laserdraer. As jy 'n puls van ongeveer 100 pikosekondes wil kry, kan jy hierdie piek gebruik. Maar gewoonlik wil ons nie hierdie piek hê nie.

Som op

AOM is geskik vir optiese kraglewering in 'n paar watt en het 'n frekwensieverskuiwingsfunksie. EOM is vinnig, maar die aandrywingskompleksiteit is hoog en die uitsterwingsverhouding is laag. SOM (SOA) is die optimale oplossing vir GHz-spoed en hoë uitsterwingsverhouding, met lae kragverbruik, miniaturisering en ander kenmerke. Direkte laserdiodes is die goedkoopste oplossing, maar wees bewus van veranderinge in spektrale eienskappe. Elke modulasieskema het sy eie voor- en nadele, en dit is belangrik om die toepassingsvereistes akkuraat te verstaan ​​wanneer 'n skema gekies word, en vertroud te wees met die voor- en nadele van elke skema, en die mees geskikte skema te kies. Byvoorbeeld, in verspreide veselwaarneming is die tradisionele AOM die hoof, maar in sommige nuwe stelselontwerpe groei die gebruik van SOA-skemas vinnig, in sommige wind-liDAR-skemas gebruik tradisionele skemas tweestadium-AOM, die nuwe skema-ontwerp om die koste te verminder, die grootte te verminder en die uitsterwingsverhouding te verbeter, word die SOA-skema aangeneem. In die kommunikasiestelsel neem die laespoedstelsel gewoonlik die direkte modulasieskema aan, en die hoëspoedstelsel gebruik gewoonlik die elektro-optiese modulasieskema.