Oersjoch fan fjouwer mienskiplike modulators

Oersjoch fan fjouwer mienskiplike modulators

Dit papier yntroduseart fjouwer modulaasjemetoaden (feroarjen fan de laseramplitude yn it nanosekonde as subnanosekund tiiddomein) dy't meast brûkt wurde yn glêstriedlasersystemen. Dizze omfetsje AOM (akoesto-optyske modulaasje), EOM (elektro-optyske modulaasje), SOM/SOA(semiconductor ljocht amplification ek bekend as semiconductor modulaasje), endirekte laser modulaasje. Under harren, AOM,EOM,SOM hearre ta eksterne modulaasje, of yndirekte modulaasje.

1. Akoesto-optyske modulator (AOM)

Akoesto-optyske modulaasje is in fysyk proses dat akoesto-optyske effekt brûkt om ynformaasje op optyske drager te laden. By modulearjen wurdt it elektryske sinjaal (amplitudemodulaasje) earst tapast op 'e elektro-akoestyske transducer, dy't it elektryske sinjaal yn ultrasone fjild omsette. As de ljochtweach troch it akoesto-optysk medium giet, wurdt de optyske drager modulearre en wurdt in yntinsiteitsmodulearre welle dy't ynformaasje draacht troch de akoesto-optyske aksje

2. Electro-optyske modulator(EOM)

In elektro-optyske modulator is in modulator dy't de elektro-optyske effekten brûkt fan bepaalde elektro-optyske kristallen, lykas lithium niobate kristallen (LiNb03), GaAs kristallen (GaAs) en lithium tantalate kristallen (LiTa03). It elektro-optyske effekt is dat as de spanning wurdt tapast op it elektro-optyske kristal, de brekingsyndeks fan it elektro-optyske kristal sil feroarje, wat resulteart yn feroaringen yn 'e ljochtwelle-eigenskippen fan it kristal, en de modulaasje fan' e faze, amplitude, yntinsiteit en polarisaasje steat fan de optyske sinjaal wurdt realisearre.

figuer: Typyske konfiguraasje fan EOM driver circuit

3. Semiconductor Optical Modulator / Semiconductor Optical Amplifier (SOM / SOA)

Semiconductor optyske fersterker (SOA) wurdt normaal brûkt foar optyske sinjaalfersterking, dy't de foardielen hat fan chip, leech enerzjyferbrûk, stipe foar alle bands, ensfh., En is in takomstich alternatyf foar tradisjonele optyske fersterkers lykas EDFA (Erbium-gedopte fiber fersterker). In semiconductor optyske modulator (SOM) is itselde apparaat as in semiconductor optyske fersterker, mar de manier wêrop it wurdt brûkt is wat oars as de manier wêrop it wurdt brûkt mei in tradisjonele SOA fersterker, en de yndikatoaren dêr't it rjochtet him op as it wurdt brûkt as in ljocht modulator binne in bytsje oars as dy brûkt as fersterker. Wannear't brûkt wurdt foar optyske sinjaalfersterking, wurdt normaal in stabile driuwende stroom levere oan 'e SOA om te soargjen dat de SOA wurket yn' e lineêre regio; As it wurdt brûkt om optyske pulsen te modulearjen, fiert it trochgeande optyske sinjalen yn oan 'e SOA, brûkt elektryske pulsen om de SOA-drivestroom te kontrolearjen, en kontrolearje dan de SOA-útfierstatus as fersterking / ferswakking. Mei it brûken fan de SOA-amplifikaasje- en attenuaasje-kenmerken is dizze modulaasjemodus stadichoan tapast op guon nije tapassingen, lykas optyske fibersensing, LiDAR, OCT medyske ôfbylding en oare fjilden. Benammen foar guon senario's dy't relatyf heech folume, enerzjyferbrûk en útstjerren fereaskje.

4. Laser direkte modulaasje kin ek modulate it optyske sinjaal troch direkt kontrôle fan de laser bias hjoeddeistige, lykas werjûn yn de figuer hjirûnder, in 3 nanosecond puls breedte wurdt krigen troch direkte modulaasje. It is te sjen dat der in pyk oan it begjin fan de pols is, dy't ûntstien is troch it ûntspannen fan de laserdrager. As jo ​​​​in pols fan sawat 100 pikosekonden krije wolle, kinne jo dizze spike brûke. Mar meastal wolle wy dizze spike net hawwe.

Sum up

AOM is geskikt foar optyske macht útfier yn in pear watts en hat in frekwinsje ferskowing funksje. EOM is fluch, mar de kompleksiteit fan de driuwfear is heech en it útstjerrenferhâlding is leech. SOM (SOA) is de optimale oplossing foar GHz-snelheid en hege útstjerrenferhâlding, mei leech enerzjyferbrûk, miniaturisaasje en oare funksjes. Direkte laserdiodes binne de goedkeapste oplossing, mar wês bewust fan feroaringen yn spektrale skaaimerken. Elts modulaasje skema hat syn eigen foardielen en neidielen, en it is wichtich om sekuer begripe de applikaasje easken by it kiezen fan in skema, en wêze bekend mei de foardielen en neidielen fan elk skema, en kies de meast geskikte skema. Bygelyks, yn ferdielde glêstriedsensing is de tradisjonele AOM de wichtichste, mar yn guon nije systeemûntwerpen groeit it gebrûk fan SOA-skema's hurd, yn guon wyn brûke liDAR tradisjonele skema's twa-poadium AOM, it nije skema-ûntwerp om ferminderje de kosten, ferminderje de grutte, en ferbetterje de útstjerren ratio, it SOA-skema wurdt oannommen. Yn it kommunikaasjesysteem nimt it lege snelheidssysteem meastentiids it direkte modulaasjeskema oan, en it hege snelheidssysteem brûkt normaal it elektro-optyske modulaasjeskema.