Дөрвөн нийтлэг модуляторын тойм

Дөрвөн нийтлэг модуляторын тойм

Энэхүү нийтлэлд шилэн лазерын системд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг модуляцийн дөрвөн аргыг (наносекунд эсвэл дэд наносекунд дахь лазерын далайцыг өөрчлөх) танилцуулж байна. Үүнд: AOM (акусто-оптик модуляц), EOM (цахилгаан-оптик модуляц), SOM/SOA(хагас дамжуулагчийн гэрлийн өсгөлтийг хагас дамжуулагч модуляц гэж нэрлэдэг) башууд лазер модуляц. Тэдний дунд AOM,EOM,SOM нь гадаад модуляц, эсвэл шууд бус модуляцад хамаарна.

1. Акусто-оптик модулятор (AOM)

Акусто-оптик модуляци нь оптик зөөвөрлөгч рүү мэдээлэл ачаалахад акусто-оптик эффект ашигладаг физик процесс юм. Модуляц хийх үед цахилгаан дохиог (далайцын модуляц) эхлээд цахилгаан дохиог хэт авианы талбар болгон хувиргадаг цахилгаан акустик хувиргагчид хэрэглэнэ. Гэрлийн долгион нь акусто-оптик орчинд дамжин өнгөрөхөд оптик зөөгч нь модуляцлагдан, акусто-оптик үйл ажиллагааны улмаас мэдээлэл дамжуулах эрчимийн модуляцлагдсан долгион болдог.

2. Цахилгаан оптик модулятор(EOM)

Цахилгаан оптик модулятор нь литийн ниобатын талстууд (LiNb03), GaAs талстууд (GaAs), лити танталатын талстууд (LiTa03) зэрэг тодорхой цахилгаан оптик талстуудын цахилгаан оптик нөлөөллийг ашигладаг модулятор юм. Цахилгаан оптикийн нөлөөлөл нь цахилгаан оптик болор дээр хүчдэл өгөхөд цахилгаан оптик болорын хугарлын илтгэгч өөрчлөгдөж, талст дахь гэрлийн долгионы шинж чанар, фазын модуляц өөрчлөгдөхөд хүргэдэг. оптик дохионы далайц, эрч хүч, туйлшралын төлөвийг олж авдаг.

Зураг: EOM драйверын хэлхээний ердийн тохиргоо

3. Хагас дамжуулагч оптик модулятор/Хагас дамжуулагч оптик өсгөгч (SOM/SOA)

Хагас дамжуулагч оптик өсгөгч (SOA) нь ихэвчлэн чип, бага эрчим хүч зарцуулдаг, бүх зурвасыг дэмждэг гэх мэт давуу талтай бөгөөд EDFA ( гэх мэт уламжлалт оптик өсгөгчийн ирээдүйн хувилбар юм.Эрбиум агуулсан шилэн өсгөгч). Хагас дамжуулагч оптик модулятор (SOM) нь хагас дамжуулагч оптик өсгөгчтэй ижил төхөөрөмж боловч түүнийг ашиглах арга нь уламжлалт SOA өсгөгчтэй ашиглах аргаас ялимгүй ялгаатай бөгөөд үүнийг ашиглах үед анхаарч үздэг үзүүлэлтүүд нь гэрлийн модулятор нь өсгөгч болгон ашигладагаас арай өөр юм. Оптик дохиог өсгөхөд ашиглах үед SOA нь шугаман бүсэд ажиллаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд ихэвчлэн тогтвортой жолоодлогын гүйдлийг SOA-д өгдөг; Үүнийг оптик импульсийг модуляцлахад ашиглах үед SOA-д тасралтгүй оптик дохиог оруулж, SOA хөтчийн гүйдлийг хянахын тулд цахилгаан импульсийг ашигладаг бөгөөд дараа нь SOA гаралтын төлөвийг өсгөх/унтраах байдлаар удирддаг. SOA-ийн олшруулалт ба сулралтын шинж чанарыг ашиглан энэхүү модуляцын горимыг шилэн кабелийн мэдрэгч, LiDAR, OCT эмнэлгийн дүрслэл болон бусад салбарт аажмаар ашиглаж эхэлсэн. Ялангуяа харьцангуй өндөр эзэлхүүн, эрчим хүчний хэрэглээ, устах харьцаа шаарддаг зарим хувилбаруудын хувьд.

4. Лазерын шууд модуляци нь лазерын хэвийсэн гүйдлийг шууд удирдах замаар оптик дохиог өөрчлөх боломжтой бөгөөд доорх зурагт үзүүлснээр шууд модуляцаар 3 наносекундын импульсийн өргөнийг олж авдаг. Эндээс харахад импульсийн эхэн үед лазер зөөвөрлөгчийг сулруулсаны улмаас үүссэн баяжуулалт байгааг харж болно. Хэрэв та ойролцоогоор 100 пикосекундын импульс авахыг хүсч байвал энэ өргөлтийг ашиглаж болно. Гэхдээ бид ихэвчлэн ийм өсөлттэй байхыг хүсдэггүй.

Дүгнэж байна

AOM нь хэд хэдэн ваттаар оптик хүч гаргахад тохиромжтой бөгөөд давтамж шилжүүлэх функцтэй. EOM хурдан боловч хөтөчийн нарийн төвөгтэй байдал өндөр, устах харьцаа бага байна. SOM (SOA) нь GHz хурд, өндөр унтрах харьцааны оновчтой шийдэл бөгөөд бага эрчим хүч зарцуулалт, жижигрүүлэх болон бусад боломжуудтай. Шууд лазер диодууд нь хамгийн хямд шийдэл боловч спектрийн шинж чанарын өөрчлөлтийг анхаарч үзээрэй. Модуляцийн схем бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай бөгөөд схемийг сонгохдоо хэрэглээний шаардлагыг нарийн ойлгож, схем бүрийн давуу болон сул талуудтай танилцаж, хамгийн тохиромжтой схемийг сонгох нь чухал юм. Жишээлбэл, тархсан шилэн мэдрэгч дээр уламжлалт AOM нь гол зүйл боловч зарим шинэ системийн загварт SOA схемийн хэрэглээ хурдацтай нэмэгдэж байгаа бол зарим салхины liDAR уламжлалт схемд хоёр үе шаттай AOM, шинэ схемийн дизайныг ашигладаг. зардлыг бууруулах, хэмжээг багасгах, устах харьцааг сайжруулахын тулд SOA схемийг баталсан. Харилцаа холбооны системд бага хурдны систем нь ихэвчлэн шууд модуляцын схемийг ашигладаг бөгөөд өндөр хурдны систем нь ихэвчлэн цахилгаан оптик модуляцын схемийг ашигладаг.