Ano ang isang electro-optic modulator optical frequency comb? Ikalawang Bahagi

02modulator na elektro-optikoatmodulasyong elektro-optikosuklay ng dalas ng optika

Ang electro-optical effect ay tumutukoy sa epekto na nagbabago ang refractive index ng isang materyal kapag inilapat ang isang electric field. Mayroong dalawang pangunahing uri ng electro-optical effect, ang isa ay ang primary electro-optical effect, na kilala rin bilang Pokels effect, na tumutukoy sa linear na pagbabago ng refractive index ng materyal kasabay ng inilapat na electric field. Ang isa pa ay ang secondary electro-optical effect, na kilala rin bilang Kerr effect, kung saan ang pagbabago sa refractive index ng materyal ay proporsyonal sa square ng electric field. Karamihan sa mga electro-optical modulator ay batay sa Pokels effect. Gamit ang electro-optic modulator, maaari nating i-modulate ang phase ng incident light, at batay sa phase modulation, sa pamamagitan ng isang partikular na conversion, maaari rin nating i-modulate ang intensity o polarization ng liwanag.

Mayroong ilang iba't ibang klasikal na istruktura, gaya ng ipinapakita sa Figure 2. Ang (a), (b) at (c) ay pawang mga istrukturang single modulator na may simpleng istruktura, ngunit ang lapad ng linya ng nabuong optical frequency comb ay limitado ng electro-optical bandwidth. Kung kinakailangan ang isang optical frequency comb na may mataas na repetition frequency, dalawa o higit pang modulator ang kinakailangan nang cascade, gaya ng ipinapakita sa Figure 2(d)(e). Ang huling uri ng istruktura na bumubuo ng optical frequency comb ay tinatawag na electro-optical resonator, na siyang electro-optical modulator na nakalagay sa resonator, o ang resonator mismo ay maaaring makagawa ng electro-optical effect, gaya ng ipinapakita sa Figure 3.

FIG. 2 Ilang mga eksperimental na aparato para sa pagbuo ng mga optical frequency comb batay samga electro-optic modulator

FIG. 3 Mga istruktura ng ilang electro-optical cavities
03 Mga katangian ng electro-optic modulation optical frequency comb

Bentahe isa: kakayahang umangkop

Dahil ang pinagmumulan ng liwanag ay isang tunable wide-spectrum laser, at ang electro-optical modulator ay mayroon ding partikular na operating frequency bandwidth, ang electro-optical modulation optical frequency comb ay maaari ding i-tunable ang frequency. Bukod sa tunable frequency, dahil ang waveform generation ng modulator ay maaaring i-tunable, ang repetition frequency ng nagreresultang optical frequency comb ay maaari ding i-tunable. Ito ay isang bentahe na wala sa mga optical frequency comb na nalilikha ng mga mode-locked laser at micro-resonator.

Kalamangan dalawa: dalas ng pag-uulit

Ang bilis ng pag-uulit ay hindi lamang nababaluktot, kundi maaari ring makamit nang hindi binabago ang kagamitang pang-eksperimento. Ang lapad ng linya ng electro-optic modulation optical frequency comb ay halos katumbas ng modulation bandwidth, ang pangkalahatang komersyal na electro-optic modulator bandwidth ay 40GHz, at ang electro-optic modulation optical frequency comb repetition frequency ay maaaring lumampas sa optical frequency comb bandwidth na nalilikha ng lahat ng iba pang mga pamamaraan maliban sa micro resonator (na maaaring umabot sa 100GHz).

Bentahe 3: paghubog ng parang multo

Kung ikukumpara sa optical comb na ginawa sa ibang paraan, ang hugis ng optical disc ng electro-optic modulated optical comb ay natutukoy ng ilang antas ng kalayaan, tulad ng radio frequency signal, bias voltage, incident polarization, atbp., na maaaring gamitin upang kontrolin ang intensity ng iba't ibang comb upang makamit ang layunin ng spectral shaping.

04 Aplikasyon ng electro-optic modulator optical frequency comb

Sa praktikal na aplikasyon ng electro-optic modulator optical frequency comb, maaari itong hatiin sa single at double comb spectra. Ang line spacing ng isang single comb spectrum ay napakakitid, kaya makakamit ang mataas na katumpakan. Kasabay nito, kumpara sa optical frequency comb na ginawa ng mode-locked laser, ang aparato ng electro-optic modulator optical frequency comb ay mas maliit at mas mahusay na naaayos. Ang double comb spectrometer ay nalilikha sa pamamagitan ng interference ng dalawang coherent single comb na may bahagyang magkaibang repetition frequencies, at ang pagkakaiba sa repetition frequency ay ang line spacing ng bagong interference comb spectrum. Ang optical frequency comb technology ay maaaring gamitin sa optical imaging, ranging, pagsukat ng kapal, instrument calibration, arbitrary waveform spectrum shaping, radio frequency photonics, remote communication, optical stealth at iba pa.

FIG. 4 Senaryo ng aplikasyon ng optical frequency comb: Kung isasaalang-alang ang pagsukat ng high-speed bullet profile