Pregled četiri uobičajena modulatora

Pregled četiri uobičajena modulatora

Ovaj rad uvodi četiri metode modulacije (promjena amplitude lasera u nanosekundnoj ili subnanosekundnoj vremenskoj domeni) koje se najčešće koriste u vlaknastim laserskim sustavima. Oni uključuju AOM (acousto-optička modulacija), EOM (elektro-optička modulacija), SOM/Soa(Pomicanje svjetlosti poluvodiča poznato i kao modulacija poluvodiča) iizravna laserska modulacija. Među njima, aom,Eom, SOM pripada vanjskoj modulaciji ili neizravnoj modulaciji.

1. Acousto-optički modulator (AOM)

Acousto-optička modulacija fizički je proces koji koristi akust-optički učinak za učitavanje informacija na optički nosač. Prilikom modulacije, električni signal (amplitudna modulacija) prvo se primjenjuje na elektro-akustični pretvarač, koji električni signal pretvara u ultrazvučno polje. Kad svjetlosni val prođe kroz akuso-optički medij, optički nosač se modulira i postaje intenzitet modulirani val koji nosi informacije zbog akustiranja-optičkog djelovanja

2. Elektro-optički modulator(EOM)

Elektro-optički modulator je modulator koji koristi elektro-optičke učinke određenih elektro-optičkih kristala, poput kristala litij niobata (LINB03), GAAS kristala (GAAS) i litij-tantalatnih kristala (LITA03). Elektro-optički učinak je da će se, kada se napon primjenjuje na elektro-optički kristal, indeks loma elektro-optičkog kristala promijeniti, što rezultira promjenama u karakteristikama kristala i modulacija faze, amplitude, intenziteta i polarizacije optičkog signala.

Slika: Tipična konfiguracija kruga EOM upravljačkog programa

3. Optički pojačalo za optički modulator poluvodiča/Semiconductor (SOM/SOA)

Optičko pojačalo poluvodiča (SOA) obično se koristi za optičko pojačavanje signala, koje ima prednosti čipa, malu potrošnju energije, podršku za sve pojaseve itd., I buduća je alternativa tradicionalnim optičkim pojačalima poput EDFA (Pojačalo vlaknastih vlakana dopiranog erbiju). Poluvodički optički modulator (SOM) isti je uređaj kao i optičko pojačalo poluvodiča, ali način na koji se koristi malo je različit od načina na koji se koristi s tradicionalnim SOA pojačalom, a pokazatelji na koje se usredotočuje kada se koristi kao modulator svjetla malo se razlikuju od onih koji se koriste kao pojačalo. Kada se koristi za optičko pojačavanje signala, SOA se obično pruža stabilna vožnja struja kako bi se osiguralo da SOA radi u linearnom području; Kada se koristi za moduliranje optičkih impulsa, on unosi kontinuirane optičke signale u SOA, koristi električne impulse za kontrolu struje SOA pogona, a zatim kontrolu izlaznog stanja SOA kao pojačanje/prigušenje. Koristeći karakteristike SOA pojačanja i prigušivanja, ovaj modulacijski način postupno se primjenjuje na neke nove aplikacije, poput optičkog senziranja vlakana, LiDAR, OCT medicinskog snimanja i drugih polja. Posebno za neke scenarije koji zahtijevaju relativno veliku količinu, potrošnju energije i omjer izumiranja.

4. Laserska izravna modulacija također može modulirati optički signal izravno kontrolirajući struju pristranosti laserske pristranosti, kao što je prikazano na slici ispod, 3 nanosekundna širina impulsa dobiva se izravnom modulacijom. Može se vidjeti da na početku pulsa postoji šiljak, što je došlo do opuštanja laserskog nosača. Ako želite dobiti puls od oko 100 pikosekundi, možete upotrijebiti ovaj šiljak. Ali obično ne želimo imati ovaj šiljak.

Sažeti

AOM je pogodan za optičku izlaznu snagu u nekoliko vata i ima funkciju pomaka frekvencije. EOM je brz, ali složenost pogona je visoka, a omjer izumiranja nizak. SOM (SOA) je optimalno rješenje za brzinu GHz i visoki omjer izumiranja, s malom potrošnjom energije, minijaturizacijom i drugim značajkama. Izravne laserske diode najjeftinije su rješenje, ali budite svjesni promjena u spektralnim karakteristikama. Svaka shema modulacije ima svoje prednosti i nedostatke, a važno je točno razumjeti zahtjeve za primjenu pri odabiru sheme i biti upoznat s prednostima i nedostacima svake sheme i odabrati najprikladniju shemu. Na primjer, u senziranju distribuiranih vlakana, tradicionalni AOM je glavni, ali u nekim novim dizajnerima sustava upotreba SOA shema brzo raste, u nekim tradicionalnim shemama vjetra lidara koriste dvostepeni AOM, dizajn nove sheme kako bi se smanjila troškova, smanjila veličina i poboljšala omjer izumiranja, shema SO-a. U komunikacijskom sustavu sustav male brzine obično prihvaća shemu izravne modulacije, a sustav velike brzine obično koristi shemu elektro-optičke modulacije.