Огляд чотирьох поширених модуляторів

Огляд чотирьох поширених модуляторів

У цьому документі представлені чотири методи модуляції (зміна амплітуди лазера в наносекундній або субнаносекундній часовій області), які найчастіше використовуються у волоконно -лазерних системах. До них відносяться AOM (акустооптична модуляція), EOM (електрооптична модуляція), SOM/Соа(Напівпровідникове посилення світла, також відома як напівпровідникова модуляція) таПряма лазерна модуляція. Серед них, аом,Eom, Сом належить до зовнішньої модуляції або непрямої модуляції.

1. Акусто-оптичний модулятор (AOM)

Акусто-оптична модуляція-це фізичний процес, який використовує акустооптичний ефект для завантаження інформації на оптичний носій. При модуляції електричний сигнал (амплітудна модуляція) спочатку застосовується до електроакустичного перетворювача, який перетворює електричний сигнал у ультразвукове поле. Коли світлова хвиля проходить через акустоооптичну середовище, оптичний носій модулюється і стає модульованою інтенсивною хвилею, яка переносить інформацію через акустооптичну дію

2. Електроптичний модулятор(Eom)

Електроптичний модулятор-це модулятор, який використовує електрооптичні ефекти певних електроптичних кристалів, таких як кристали літію ніобату (LINB03), кристали GaAs (GAAS) та літієві танталатні кристали (LITA03). Електроптичний ефект полягає в тому, що при застосуванні напруги до електрооптичного кристала змінюватиметься показник заломлення електроптичного кристала, що призведе до зміни характеристик світлої хвилі кристала, а також реалізується модуляція фази, амплітуди, інтенсивності та поляризації оптичного сигналу.

Малюнок: Типова конфігурація ланцюга драйверів EOM

3. Напівпровідниковий оптичний модулятор/напівпровідниковий оптичний підсилювач (SOM/SOA)

Напівпровідниковий оптичний підсилювач (SOA) зазвичай використовується для ампліфікації оптичного сигналу, який має переваги мікросхеми, низьке споживання електроенергії, підтримку для всіх смуг тощо, і є майбутньою альтернативою традиційним оптичним підсилювачам, таким як EDFA (Підсилювач волокон, легованого ERBIUM.). Напівпровідниковий оптичний модулятор (SOM) - це той самий пристрій, що і напівпровідниковий оптичний підсилювач, але спосіб його використання трохи відрізняється від того, як він використовується з традиційним підсилювачем SOA, і індикатори, на які він фокусується, коли він використовується як легкий модулятор, трохи відрізняється від тих, що використовуються як ампліфікатор. При використанні для ампліфікації оптичного сигналу до SOA зазвичай надається стабільний струм водіння, щоб забезпечити, щоб SOA працює в лінійній області; Коли він використовується для модуляції оптичних імпульсів, він вводить безперервні оптичні сигнали до SOA, використовує електричні імпульси для управління струмом приводу SOA, а потім контролювати стан виходу SOA як ампліфікацію/ослаблення. Використовуючи характеристики ампліфікації та ослаблення SOA, цей режим модуляції поступово застосовувався до деяких нових застосувань, таких як оптичне зондування волокна, LIDAR, OCT Medical Imaging та інші поля. Особливо для деяких сценаріїв, які потребують відносно високого обсягу, споживання електроенергії та вимирання.

. Видно, що на початку пульсу є шип, який викликається розслабленням лазерного носія. Якщо ви хочете отримати пульс близько 100 пікосекунд, ви можете використовувати цей шип. Але зазвичай ми не хочемо мати цей шип.

Підсумовувати

AOM підходить для оптичної потужності в декількох ватах і має функцію зсуву частоти. EOM швидкий, але складність приводу висока, а коефіцієнт вимирання низький. SOM (SOA) - це оптимальне рішення для швидкості ГГц та високого співвідношення вимирання, з низьким споживанням електроенергії, мініатюризацією та іншими ознаками. Прямі лазерні діоди - це найдешевше рішення, але пам’ятайте про зміни спектральних характеристик. Кожна схема модуляції має свої переваги та недоліки, і важливо точно зрозуміти вимоги до застосування при виборі схеми та ознайомитись з перевагами та недоліками кожної схеми та вибирати найбільш підходящу схему. Наприклад, у розподіленому зондуванні волокна традиційним АОМ є основним, але в деяких нових системних конструкціях використання схем SOA швидко зростає, у деяких традиційних схемах вітру використовується двоступенева AOM, нова конструкція схеми, щоб зменшити вартість, зменшити розмір та покращити коефіцієнт вимирання, прийнята SOA SCHEM. У системі зв'язку система низької швидкості зазвичай використовує схему прямої модуляції, а система високої швидкості зазвичай використовує схему електрооптичної модуляції.