Lau modulatzaile arrunten ikuspegi orokorra

Lau modulatzaile arrunten ikuspegi orokorra

Artikulu honek zuntz laser-sistemetan gehien erabiltzen diren lau modulazio-metodo aurkezten ditu (nanosegundoko edo azpinanosegundoko denboraren domeinuko laser anplitudea aldatzea). Besteak beste, AOM (modulazio akusto-optikoa), EOM (modulazio elektro-optikoa), SOM/SOA(erdieroaleen argi-anplifikazioa modulazio erdieroale gisa ere ezagutzen dena), etazuzeneko laser modulazioa. Horien artean, AOM,EOM,SOM kanpoko modulazioari edo zeharkako modulazioari dagozkio.

1. Modulatzaile akustooptikoa (AOM)

Modulazio akustooptikoa efektu akustooptikoa erabiltzen duen prozesu fisiko bat da, informazioa eramaile optikora kargatzeko. Modulatzen denean, seinale elektrikoa (anplitudearen modulazioa) transduktore elektro-akustikoari aplikatzen zaio lehenik, zeinak seinale elektrikoa ultrasoinu eremu bihurtzen du. Argi-uhina euskarri akustooptikoa zeharkatzen duenean, eramaile optikoa modulatu egiten da eta intentsitate modulatutako uhin bat bihurtzen da ekintza akustooptikoa dela eta.

2. Moduladore elektro-optikoa(EOM)

Moduladore elektrooptikoa kristal elektrooptiko batzuen efektu elektrooptikoak erabiltzen dituen modulatzailea da, hala nola litio niobato kristalak (LiNb03), GaAs kristalak (GaAs) eta litio tantalato kristalak (LiTa03). Efektu elektro-optikoa da tentsioa kristal elektro-optikoari aplikatzen zaionean, kristal elektro-optikoaren errefrakzio-indizea aldatuko dela, kristalaren argi-uhinaren ezaugarrietan eta fasearen modulazioan aldaketak eraginez. seinale optikoaren anplitudea, intentsitatea eta polarizazio-egoera gauzatzen da.

Irudia: EOM kontrolatzailearen zirkuituaren konfigurazio tipikoa

3. Erdieroaleen modulatzaile optikoa/erdieroaleen anplifikadore optikoa (SOM/SOA)

Erdieroaleen anplifikadore optikoa (SOA) seinale optikoa anplifikatzeko erabiltzen da normalean, txiparen abantailak, potentzia-kontsumo baxua, banda guztientzako euskarria, etab., eta EDFA bezalako anplifikatzaile optiko tradizionalen etorkizuneko alternatiba da (Erbioz dopatutako zuntz anplifikadorea). Erdieroaleen moduladore optiko bat (SOM) erdieroaleen anplifikadore optiko baten gailu bera da, baina erabiltzeko modua SOA anplifikadore tradizional batekin erabiltzen den moduarekiko eta adierazle gisa erabiltzen denean zentratzen diren apur bat desberdina da. argi-moduladoreak anplifikadore gisa erabiltzen direnekiko apur bat desberdinak dira. Seinale optikoko anplifikaziorako erabiltzen denean, SOAri gidatzeko korronte egonkorra ematen zaio normalean SOAk eskualde linealean funtzionatzen duela ziurtatzeko; Pultsu optikoak modulatzeko erabiltzen denean, seinale optiko jarraituak sartzen dizkio SOAri, pultsu elektrikoak erabiltzen ditu SOA diskoaren korrontea kontrolatzeko eta, ondoren, SOA irteera egoera anplifikazio/atenuazio gisa kontrolatzen du. SOA anplifikazio- eta atenuazio-ezaugarriak erabiliz, modulazio-modu hau pixkanaka-pixkanaka aplikazio berri batzuetan aplikatu da, hala nola zuntz optikoko sentsora, LiDAR, OCT irudi mediko eta beste alor batzuetan. Batez ere bolumen, potentzia-kontsumo eta itzaltze ratio nahiko altua eskatzen duten eszenatoki batzuetarako.

4. Laser zuzeneko modulazioak seinale optikoa ere modulatu dezake laser-alborapenaren korrontea zuzenean kontrolatuz, beheko irudian ikusten den bezala, 3 nanosegundoko pultsu-zabalera lortzen da modulazio zuzenaren bidez. Pultsuaren hasieran erpin bat dagoela ikus daiteke, laser-eramailearen erlaxazioan sortzen dena. 100 pikosegundo inguruko pultsu bat lortu nahi baduzu, erpin hau erabil dezakezu. Baina normalean ez dugu erpin hori izan nahi.

Laburbildu

AOM potentzia optikorako egokia da watt gutxi batzuetan eta maiztasun-aldaketa funtzioa du. EOM azkarra da, baina diskoaren konplexutasuna handia da eta desagertze-ratioa baxua da. SOM (SOA) GHz-ko abiadurarako eta itzaltze-erlazio handiko soluzio ezin hobea da, potentzia-kontsumo txikia, miniaturizazioa eta beste ezaugarri batzuk dituena. Zuzeneko laser diodoak irtenbide merkeenak dira, baina kontutan izan ezaugarri espektralen aldaketez. Modulazio-eskema bakoitzak bere abantailak eta desabantailak ditu, eta garrantzitsua da eskema bat aukeratzerakoan aplikazio-eskakizunak zehaztasunez ulertzea, eta eskema bakoitzaren abantailak eta desabantailak ezagutzea eta eskema egokiena aukeratzea. Adibidez, banatutako zuntz sentsazioan, AOM tradizionala da nagusia, baina sistema-diseinu berri batzuetan, SOA eskemen erabilera azkar hazten ari da, haize-liDAR eskema tradizionaletan bi etapako AOM erabiltzen dute, eskema diseinu berria lortzeko. kostua murriztu, tamaina murriztu eta desagertze-ratioa hobetu, SOA eskema onartzen da. Komunikazio-sisteman, abiadura baxuko sistemak zuzeneko modulazio-eskema hartzen du normalean, eta abiadura handiko sistemak, normalean, modulazio elektrooptiko-eskema erabiltzen du.