Pangkalahatang -ideya ng apat na karaniwang mga modulators

Pangkalahatang -ideya ng apat na karaniwang mga modulators

Ipinakikilala ng papel na ito ang apat na pamamaraan ng modulation (pagbabago ng amplitude ng laser sa nanosecond o subnanosecond time domain) na kadalasang ginagamit sa mga hibla ng laser system. Kabilang dito ang AOM (acousto-optic modulation), EOM (Electro-Optic Modulation), SOM/SOA(Semiconductor light amplification na kilala rin bilang semiconductor modulation), atDirektang modyul ng laser. Kabilang sa kanila, AOM,Eom, Ang SOM ay kabilang sa panlabas na modulation, o hindi direktang modulation.

1. Acousto-optic Modulator (AOM)

Ang acousto-optic modulation ay isang pisikal na proseso na gumagamit ng acousto-optic na epekto upang mai-load ang impormasyon sa optical carrier. Kapag nag-modulate, ang de-koryenteng signal (amplitude modulation) ay unang inilalapat sa electro-acoustic transducer, na nagko-convert ng elektrikal na signal sa larangan ng ultrasonic. Kapag ang light wave ay dumadaan sa acousto-optic medium, ang optical carrier ay na-modulate at nagiging isang intensity modulated wave na nagdadala ng impormasyon dahil sa acousto-optic na pagkilos

2. Electro-optical modulator(EOM)

Ang isang electro-optical modulator ay isang modulator na gumagamit ng mga electro-optical effects ng ilang mga electro-optical crystals, tulad ng lithium niobate crystals (LinB03), GaAs crystals (GAAS) at lithium tantalate crystals (LITA03). Ang electro-optical effect ay kapag ang boltahe ay inilalapat sa electro-optical crystal, ang refractive index ng electro-optical crystal ay magbabago, na nagreresulta sa mga pagbabago sa mga light wave na katangian ng kristal, at ang modulation ng phase, amplitude, intensity at polarisasyon ng estado ng optical signal ay natanto.

Larawan: Karaniwang pagsasaayos ng circuit ng driver ng EOM

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

Ang Semiconductor Optical Amplifier (SOA) ay karaniwang ginagamit para sa optical signal amplification, na mayroong mga pakinabang ng chip, mababang pagkonsumo ng kuryente, suporta para sa lahat ng mga banda, atbp, at isang kahalili sa hinaharap sa tradisyonal na mga optical amplifier tulad ng EDFA (Erbium-doped fiber amplifier). Ang isang semiconductor optical modulator (SOM) ay ang parehong aparato tulad ng isang semiconductor optical amplifier, ngunit ang paraan na ginagamit ito ay bahagyang naiiba mula sa paraan na ginagamit ito ng isang tradisyunal na amplifier ng SOA, at ang mga tagapagpahiwatig na nakatuon sa kapag ito ay ginagamit bilang isang light modulator ay bahagyang naiiba sa mga ginamit bilang isang amplifier. Kapag ginamit para sa optical signal amplification, ang isang matatag na pagmamaneho kasalukuyang ay karaniwang ibinibigay sa SOA upang matiyak na ang SOA ay gumagana sa linear na rehiyon; Kapag ginagamit ito upang baguhin ang mga optical pulses, input nito ang patuloy na optical signal sa SOA, gumagamit ng mga de -koryenteng pulso upang makontrol ang kasalukuyang drive ng SOA, at pagkatapos ay kontrolin ang estado ng output ng SOA bilang pagpapalakas/pagpapalambing. Gamit ang mga katangian ng pagpapalakas ng SOA at pagpapalambing, ang mode na modyul na ito ay unti -unting inilapat sa ilang mga bagong aplikasyon, tulad ng optical fiber sensing, LIDAR, OCT medikal na imaging at iba pang mga patlang. Lalo na para sa ilang mga sitwasyon na nangangailangan ng medyo mataas na dami, pagkonsumo ng kuryente at ratio ng pagkalipol.

4. Ang direktang modulation ng laser ay maaari ring baguhin ang optical signal sa pamamagitan ng direktang pagkontrol sa laser bias kasalukuyang, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba, isang 3 nanosecond pulse width ay nakuha sa pamamagitan ng direktang modulation. Makikita na mayroong isang spike sa simula ng pulso, na isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapahinga ng laser carrier. Kung nais mong makakuha ng isang pulso ng halos 100 picoseconds, maaari mong gamitin ang spike na ito. Ngunit karaniwang hindi namin nais na magkaroon ng spike na ito.

Sum up

Ang AOM ay angkop para sa optical power output sa ilang mga watts at may frequency shift function. Mabilis ang EOM, ngunit ang pagiging kumplikado ng drive ay mataas at ang ratio ng pagkalipol ay mababa. Ang SOM (SOA) ay ang pinakamainam na solusyon para sa bilis ng GHz at mataas na ratio ng pagkalipol, na may mababang pagkonsumo ng kuryente, miniaturization at iba pang mga tampok. Ang mga direktang laser diode ay ang pinakamurang solusyon, ngunit magkaroon ng kamalayan ng mga pagbabago sa mga parang multo na katangian. Ang bawat scheme ng modulation ay may sariling mga pakinabang at kawalan, at mahalaga na tumpak na maunawaan ang mga kinakailangan sa aplikasyon kapag pumipili ng isang pamamaraan, at pamilyar sa mga pakinabang at kawalan ng bawat pamamaraan, at piliin ang pinaka -angkop na pamamaraan. Halimbawa, sa ipinamamahaging hibla ng hibla, ang tradisyunal na AOM ang pangunahing, ngunit sa ilang mga bagong disenyo ng system, ang paggamit ng mga scheme ng SOA ay mabilis na lumalaki, sa ilang mga tradisyonal na scheme ng hangin na gumagamit ng dalawang yugto ng AOM, ang bagong disenyo ng scheme upang mabawasan ang gastos, bawasan ang laki, at pagbutihin ang ratio ng pagkalipol, ang scheme ng SOA ay pinagtibay. Sa sistema ng komunikasyon, ang mababang sistema ng bilis ay karaniwang nagpatibay ng direktang pamamaraan ng modulation, at ang mataas na sistema ng bilis ay karaniwang gumagamit ng scheme ng electro-optic modulation.