Агляд чатырох распаўсюджаных модуляторов

Агляд чатырох распаўсюджаных модуляторов

У гэтым артыкуле прадстаўлены чатыры метады мадуляцыі (змяненне амплітуды лазера ў нанасекунднай або субнанасекунднай часовай вобласці), якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ў сістэмах валаконнага лазера. Сюды ўваходзяць AOM (акустааптычная мадуляцыя), EOM (электрааптычная мадуляцыя), SOM/SOA(узмацненне паўправадніковага святла, таксама вядомае як паўправадніковая мадуляцыя), іпрамая лазерная мадуляцыя. Сярод іх AOM,МНВ,SOM належаць да знешняй мадуляцыі, або ўскоснай мадуляцыі.

1. Акустааптычны мадулятар (AOM)

Акустааптычная мадуляцыя - гэта фізічны працэс, які выкарыстоўвае акустааптычны эфект для загрузкі інфармацыі на аптычны носьбіт. Пры мадуляцыі электрычны сігнал (амплітудная мадуляцыя) спачатку падаецца на электраакустычны пераўтваральнік, які пераўтворыць электрычны сігнал у ультрагукавое поле. Калі светлавая хваля праходзіць праз акустааптычнае асяроддзе, аптычная носьбіт мадулюецца і становіцца хваляй з мадуляванай інтэнсіўнасцю, якая нясе інфармацыю з-за акустааптычнага дзеяння

2. Электрааптычны мадулятар(МНВ)

Электрааптычны мадулятар - гэта мадулятар, які выкарыстоўвае электрааптычныя эфекты некаторых электрааптычных крышталяў, такіх як крышталі ніябату літыя (LiNb03), крышталі GaAs (GaAs) і крышталі танталата літыя (LiTa03). Электрааптычны эфект заключаецца ў тым, што пры падачы напружання на электрааптычны крышталь паказчык праламлення электрааптычнага крышталя зменіцца, што прывядзе да змены характарыстык светлавой хвалі крышталя і мадуляцыі фазы, амплітуда, інтэнсіўнасць і стан палярызацыі аптычнага сігналу рэалізуецца.

Малюнак: Тыповая канфігурацыя схемы драйвера EOM

3. Паўправадніковы аптычны мадулятар/паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік (SOM/SOA)

Паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік (SOA) звычайна выкарыстоўваецца для ўзмацнення аптычнага сігналу, які мае перавагі чыпа, нізкае энергаспажыванне, падтрымку ўсіх дыяпазонаў і г.д., і з'яўляецца будучай альтэрнатывай традыцыйным аптычным узмацняльнікам, такім як EDFA (Валаконны ўзмацняльнік, легаваны эрбіем). Паўправадніковы аптычны мадулятар (SOM) - гэта тая ж прылада, што і паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік, але спосаб яго выкарыстання крыху адрозніваецца ад спосабу выкарыстання з традыцыйным узмацняльнікам SOA і паказчыкамі, на якія ён арыентуецца, калі выкарыстоўваецца ў якасці мадулятар святла трохі адрозніваюцца ад тых, якія выкарыстоўваюцца ў якасці ўзмацняльніка. Пры выкарыстанні для ўзмацнення аптычнага сігналу ў SOA звычайна падаецца стабільны кіруючы ток, каб забяспечыць працу SOA ў лінейнай вобласці; Калі ён выкарыстоўваецца для мадуляцыі аптычных імпульсаў, ён уводзіць бесперапынныя аптычныя сігналы ў SOA, выкарыстоўвае электрычныя імпульсы для кіравання токам прывада SOA, а затым кантралюе стан выхаду SOA як узмацненне/паслабленне. Выкарыстоўваючы характарыстыкі ўзмацнення і аслаблення SOA, гэты рэжым мадуляцыі паступова прымяняецца да некаторых новых прыкладанняў, такіх як зандзіраванне аптычнага валакна, LiDAR, медыцынская візуалізацыя OCT і іншыя вобласці. Асабліва для некаторых сцэнарыяў, якія патрабуюць адносна высокай гучнасці, энергаспажывання і каэфіцыента згасання.

4. Лазерная прамая мадуляцыя можа таксама мадуляваць аптычны сігнал шляхам непасрэднага кіравання токам зрушэння лазера, як паказана на малюнку ніжэй, шырыня імпульсу 3 нанасекунды атрымліваецца праз прамую мадуляцыю. Можна заўважыць, што ў пачатку імпульсу ёсць усплёск, які выкліканы расслабленнем носьбіта лазера. Калі вы хочаце атрымаць пульс каля 100 пікасекунд, вы можаце выкарыстоўваць гэты ўсплёск. Але звычайна мы не хочам мець гэты ўсплёск.

Падвесці вынікі

AOM падыходзіць для выхаду аптычнай магутнасці ў некалькі ват і мае функцыю зруху частоты. МНВ працуе хутка, але складанасць прывада высокая, а каэфіцыент згасання нізкі. SOM (SOA) - гэта аптымальнае рашэнне для хуткасці ГГц і высокага каэфіцыента згасання з нізкім энергаспажываннем, мініяцюрызацыі і іншымі функцыямі. Прамыя лазерныя дыёды - самае таннае рашэнне, але памятайце аб зменах спектральных характарыстык. Кожная схема мадуляцыі мае свае перавагі і недахопы, і важна дакладна разумець патрабаванні прыкладання пры выбары схемы, а таксама ведаць перавагі і недахопы кожнай схемы і выбраць найбольш прыдатную схему. Напрыклад, пры размеркаваным зандзіраванні оптавалакна традыцыйная AOM з'яўляецца асноўнай, але ў некаторых новых канструкцыях сістэм хутка расце выкарыстанне схем SOA, у некаторых традыцыйных схемах ветравых liDAR выкарыстоўваецца двухступеністая AOM, новая канструкцыя схемы для таго, каб знізіць кошт, паменшыць памер і палепшыць каэфіцыент вымірання, прынята схема SOA. У сістэме сувязі нізкахуткасная сістэма звычайна выкарыстоўвае схему прамой мадуляцыі, а высакахуткасная сістэма звычайна выкарыстоўвае схему электрааптычнай мадуляцыі.