Չորս ընդհանուր մոդուլյատորների ակնարկ

Չորս ընդհանուր մոդուլյատորների ակնարկ

Այս հոդվածը ներկայացնում է մոդուլյացիայի չորս մեթոդներ (լազերային ամպլիտուդի փոփոխություն նանվայրկյան կամ ենթանավայրկյան ժամանակի տիրույթում), որոնք առավել հաճախ օգտագործվում են մանրաթելային լազերային համակարգերում: Դրանք ներառում են AOM (ակուստո-օպտիկական մոդուլյացիա), EOM (էլեկտրոօպտիկական մոդուլյացիա), SOM/SOA(կիսահաղորդչային լույսի ուժեղացում, որը նաև հայտնի է որպես կիսահաղորդչային մոդուլացիա), ևուղղակի լազերային մոդուլյացիա. Նրանց թվում, AOM,ԸԴԱ,SOM-ը պատկանում է արտաքին մոդուլյացիան կամ անուղղակի մոդուլյացիան։

1. Ակուստո-օպտիկական մոդուլատոր (AOM)

Ակուստո-օպտիկական մոդուլյացիան ֆիզիկական գործընթաց է, որն օգտագործում է ակուստո-օպտիկական էֆեկտ՝ տեղեկատվություն օպտիկական կրիչի վրա բեռնելու համար: Մոդուլավորելիս էլեկտրական ազդանշանը (ամպլիտուդային մոդուլյացիան) առաջին հերթին կիրառվում է էլեկտրաակուստիկ փոխարկիչի վրա, որը էլեկտրական ազդանշանը վերածում է ուլտրաձայնային դաշտի։ Երբ լուսային ալիքն անցնում է ակուստո-օպտիկական միջավայրով, օպտիկական կրիչը մոդուլացվում է և դառնում է ինտենսիվության մոդուլյացիայով ալիք, որը կրում է տեղեկատվություն ակուստո-օպտիկական գործողության պատճառով:

2. Էլեկտրաօպտիկական մոդուլատոր(EOM)

Էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորը մոդուլատոր է, որն օգտագործում է որոշ էլեկտրաօպտիկական բյուրեղների էլեկտրաօպտիկական ազդեցությունները, ինչպիսիք են լիթիումի նիոբատի բյուրեղները (LiNb03), GaAs բյուրեղները (GaAs) և լիթիումի տանտալատ բյուրեղները (LiTa03): Էլեկտրաօպտիկական էֆեկտն այն է, որ երբ լարումը կիրառվում է էլեկտրաօպտիկական բյուրեղի վրա, էլեկտրաօպտիկական բյուրեղի բեկման ինդեքսը կփոխվի, ինչը հանգեցնում է բյուրեղի լույսի ալիքի բնութագրերի և փուլի մոդուլյացիայի փոփոխության, Իրականացվում է օպտիկական ազդանշանի լայնությունը, ինտենսիվությունը և բևեռացման վիճակը:

Նկար. EOM վարորդի սխեմայի բնորոշ կոնֆիգուրացիա

3. Կիսահաղորդչային օպտիկական մոդուլատոր/Կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչ (SOM/SOA)

Կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչը (SOA) սովորաբար օգտագործվում է օպտիկական ազդանշանի ուժեղացման համար, որն ունի չիպի առավելությունները, ցածր էներգիայի սպառումը, աջակցությունը բոլոր տիրույթների համար և այլն, և ապագա այլընտրանք է ավանդական օպտիկական ուժեղացուցիչներին, ինչպիսիք են EDFA-ն (Էրբիում-դոպված մանրաթելային ուժեղացուցիչ) Կիսահաղորդչային օպտիկական մոդուլյատորը (SOM) նույն սարքն է, ինչ կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչը, սակայն դրա օգտագործման եղանակը փոքր-ինչ տարբերվում է ավանդական SOA ուժեղացուցիչի օգտագործման եղանակից և այն ցուցիչներից, որոնց վրա այն կենտրոնանում է, երբ այն օգտագործվում է որպես լույսի մոդուլյատորները մի փոքր տարբերվում են որպես ուժեղացուցիչ օգտագործվողներից: Երբ օգտագործվում է օպտիկական ազդանշանի ուժեղացման համար, կայուն շարժիչ հոսանք սովորաբար տրամադրվում է SOA-ին՝ ապահովելու, որ SOA-ն աշխատում է գծային շրջանում; Երբ այն օգտագործվում է օպտիկական իմպուլսները մոդուլավորելու համար, այն մուտքագրում է շարունակական օպտիկական ազդանշաններ SOA-ին, օգտագործում է էլեկտրական իմպուլսներ՝ վերահսկելու SOA-ի շարժիչ հոսանքը, այնուհետև վերահսկում է SOA-ի ելքային վիճակը՝ որպես ուժեղացում/թուլացում: Օգտագործելով SOA ուժեղացման և թուլացման բնութագրերը, այս մոդուլյացիայի ռեժիմը աստիճանաբար կիրառվել է որոշ նոր ծրագրերի համար, ինչպիսիք են օպտիկական մանրաթելերի զգայարանը, LiDAR-ը, OCT բժշկական պատկերագրումը և այլ ոլորտներ: Հատկապես որոշ սցենարների համար, որոնք պահանջում են համեմատաբար մեծ ծավալ, էներգիայի սպառում և մարման գործակից:

4. Լազերային ուղիղ մոդուլյացիան կարող է նաև մոդուլացնել օպտիկական ազդանշանը՝ ուղղակիորեն վերահսկելով լազերային կողմնակալության հոսանքը, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում, ուղիղ մոդուլյացիայի միջոցով ստացվում է 3 նանվայրկյան իմպուլսի լայնություն: Երևում է, որ զարկերակի սկզբում կա ցիկ, որն առաջանում է լազերային կրիչի թուլացումից։ Եթե ​​ցանկանում եք մոտ 100 պիկովայրկյան զարկերակ ստանալ, կարող եք օգտագործել այս հասկը: Բայց սովորաբար մենք չենք ուզում ունենալ այս հասկը:

Ամփոփել

AOM-ը հարմար է օպտիկական հզորության մի քանի վտ հզորության համար և ունի հաճախականության փոփոխման ֆունկցիա: EOM-ն արագ է, բայց շարժիչի բարդությունը բարձր է, իսկ մարման գործակիցը ցածր է: SOM-ը (SOA) ԳՀց արագության և մարման բարձր հարաբերակցության օպտիմալ լուծումն է՝ ցածր էներգիայի սպառմամբ, մանրացման և այլ հատկանիշներով: Ուղիղ լազերային դիոդները ամենաէժան լուծումն են, սակայն տեղյակ եղեք սպեկտրային բնութագրերի փոփոխությունների մասին: Մոդուլյացիայի յուրաքանչյուր սխեման ունի իր առավելություններն ու թերությունները, և կարևոր է ճիշտ հասկանալ կիրառման պահանջները սխեմա ընտրելիս և ծանոթ լինել յուրաքանչյուր սխեմայի առավելություններին և թերություններին և ընտրել ամենահարմար սխեման: Օրինակ, բաշխված օպտիկամանրաթելային ընկալման մեջ ավանդական AOM-ը հիմնականն է, սակայն որոշ նոր համակարգերի նախագծման մեջ SOA սխեմաների օգտագործումը արագորեն աճում է, որոշ քամու liDAR ավանդական սխեմաներում օգտագործում են երկաստիճան AOM, նոր սխեմայի ձևավորումը, որպեսզի նվազեցնել ծախսերը, նվազեցնել չափը և բարելավել մարման գործակիցը, ընդունվել է SOA սխեման: Կապի համակարգում ցածր արագության համակարգը սովորաբար ընդունում է ուղղակի մոդուլյացիայի սխեման, իսկ բարձր արագության համակարգը սովորաբար օգտագործում է էլեկտրաօպտիկական մոդուլյացիայի սխեման: