Дөрвөн нийтлэг модуляторын тойм

Дөрвөн нийтлэг модуляторын тойм

Энэхүү өгүүлэлд шилэн лазер системд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг дөрвөн модуляцийн аргыг (наносекунд эсвэл наносекундын дэд хугацааны мужид лазерын далайцыг өөрчлөх) танилцуулж байна. Үүнд AOM (акусто-оптик модуляци), EOM (электро-оптик модуляци), SOM/ орно.SOA(хагас дамжуулагч гэрлийн олшруулалтыг хагас дамжуулагчийн модуляци гэж нэрлэдэг), болоншууд лазер модуляциТэдний дунд AOM,EOM,SOM нь гадаад модуляци буюу шууд бус модуляцид хамаарна.

1. Акусто-оптик модулятор (AOM)

Акусто-оптик модуляци гэдэг нь акусто-оптик эффект ашиглан мэдээллийг оптик зөөгч дээр ачаалдаг физик процесс юм. Модуляци хийх үед цахилгаан дохио (далайцын модуляци)-ийг эхлээд цахилгаан акустик дамжуулагчид өгдөг бөгөөд энэ нь цахилгаан дохиог хэт авианы талбар болгон хувиргадаг. Гэрлийн долгион акусто-оптик орчингоор дамжин өнгөрөхөд оптик зөөгч нь модуляцид орж, акусто-оптик үйлчлэлийн улмаас мэдээлэл дамжуулдаг эрчимжүүлсэн модуляцилагдсан долгион болдог.

2. Электро-оптик модулятор(EOM)

Электро-оптик модулятор гэдэг нь литийн ниобатын талстууд (LiNb03), GaAs талстууд (GaAs) болон литийн танталатын талстууд (LiTa03) зэрэг тодорхой электро-оптик талстуудын электро-оптик нөлөөг ашигладаг модулятор юм. Электро-оптик нөлөө нь электро-оптик талст дээр хүчдэл өгөхөд электро-оптик талстын хугарлын илтгэгч өөрчлөгдөж, талстын гэрлийн долгионы шинж чанарт өөрчлөлт орж, оптик дохионы фаз, далайц, эрчим, туйлшралын төлөвийн модуляцийг бий болгодог.

Зураг: EOM драйверын хэлхээний ердийн тохиргоо

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

Хагас дамжуулагч оптик өсгөгч (SOA)-г ихэвчлэн оптик дохионы олшруулалтад ашигладаг бөгөөд энэ нь чип, бага эрчим хүчний хэрэглээ, бүх зурвасыг дэмжих гэх мэт давуу талуудтай бөгөөд EDFA (...) зэрэг уламжлалт оптик өсгөгчүүдийн ирээдүйн хувилбар юм.Эрбиум агуулсан шилэн өсгөгч). Хагас дамжуулагч оптик модулятор (SOM) нь хагас дамжуулагч оптик өсгөгчтэй ижил төхөөрөмж боловч ашиглах арга нь уламжлалт SOA өсгөгчтэй ашиглах аргаас арай өөр бөгөөд гэрлийн модулятор болгон ашиглах үед анхаардаг үзүүлэлтүүд нь өсгөгч болгон ашигладаг үзүүлэлтүүдээс арай өөр байдаг. Оптик дохионы олшруулалтад ашиглах үед SOA нь шугаман бүсэд ажиллаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд SOA-д тогтвортой жолоодлогын гүйдэл өгдөг; Оптик импульсийг модуляцлахдаа SOA руу тасралтгүй оптик дохио оруулж, SOA хөтчийн гүйдлийг хянахын тулд цахилгаан импульсийг ашиглаж, дараа нь SOA гаралтын төлөвийг олшруулалт/сулруулалт болгон хянадаг. SOA олшруулалт болон сулруулалтын шинж чанарыг ашиглан энэхүү модуляцийн горимыг шилэн кабелийн мэдрэгч, LiDAR, OCT эмнэлгийн дүрслэл болон бусад салбарт аажмаар хэрэгжүүлж ирсэн. Ялангуяа харьцангуй өндөр эзэлхүүн, эрчим хүчний хэрэглээ болон унтралтын харьцаа шаарддаг зарим тохиолдолд.

4. Лазерын шууд модуляци нь лазерын хэвийсэн гүйдлийг шууд хянах замаар оптик дохиог мөн модуляцлаж чаддаг бөгөөд доорх зурагт үзүүлсэн шиг шууд модуляцаар 3 наносекундын импульсийн өргөнийг олж авдаг. Импульсийн эхэнд лазер зөөгч суларснаас үүдэлтэй огцом өсөлт байгааг харж болно. Хэрэв та ойролцоогоор 100 пикосекундын импульс авахыг хүсвэл энэ огцом өсөлтийг ашиглаж болно. Гэхдээ ихэвчлэн бид энэ огцом өсөлтийг хүсэхгүй байдаг.

Дүгнэж хэлэхэд

AOM нь хэдхэн ваттын оптик чадлын гаралтад тохиромжтой бөгөөд давтамжийн шилжилтийн функцтэй. EOM нь хурдан боловч хөтчийн нарийн төвөгтэй байдал өндөр, устах харьцаа бага байдаг. SOM (SOA) нь GHz хурд болон өндөр устах харьцааны хувьд оновчтой шийдэл бөгөөд бага эрчим хүчний хэрэглээ, миниатюрчлал болон бусад онцлог шинж чанартай байдаг. Шууд лазер диодууд нь хамгийн хямд шийдэл боловч спектрийн шинж чанарын өөрчлөлтийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Модуляцийн схем бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай бөгөөд схем сонгохдоо хэрэглээний шаардлагыг нарийн ойлгож, схем бүрийн давуу болон сул талуудтай танилцаж, хамгийн тохиромжтой схемийг сонгох нь чухал юм. Жишээлбэл, тархсан шилэн кабелийн мэдрэгчид уламжлалт AOM нь гол зүйл боловч зарим шинэ системийн загварт SOA схемийн хэрэглээ хурдацтай өсөн нэмэгдэж байгаа бөгөөд зарим салхины liDAR уламжлалт схемд хоёр үе шаттай AOM ашигладаг бөгөөд шинэ схемийн загварт зардлыг бууруулах, хэмжээг багасгах, устах харьцааг сайжруулахын тулд SOA схемийг ашигладаг. Харилцаа холбооны системд бага хурдны систем нь ихэвчлэн шууд модуляцийн схемийг, өндөр хурдны систем нь ихэвчлэн электро-оптик модуляцийн схемийг ашигладаг.