Gambaran keseluruhan empat modulator biasa

Gambaran keseluruhan empat modulator biasa

Makalah ini memperkenalkan empat kaedah modulasi (mengubah amplitud laser dalam domain masa nanosecond atau subnanodosecond) yang paling biasa digunakan dalam sistem laser serat. Ini termasuk AOM (modulasi acousto-optik), EOM (modulasi elektro-optik), SOM/Soa(Penguatan cahaya semikonduktor juga dikenali sebagai modulasi semikonduktor), danmodulasi laser langsung. Antara mereka, aom,Eom, SOM tergolong dalam modulasi luaran, atau modulasi tidak langsung.

1. Modulator acousto-optik (AOM)

Modulasi acousto-optik adalah proses fizikal yang menggunakan kesan acoustto-optik untuk memuatkan maklumat ke pembawa optik. Apabila modulasi, isyarat elektrik (modulasi amplitud) pertama kali digunakan untuk transduser elektro-akustik, yang menukarkan isyarat elektrik ke dalam medan ultrasonik. Apabila gelombang cahaya melewati medium acousto-optik, pembawa optik dimodulasi dan menjadi gelombang modulasi intensiti yang membawa maklumat disebabkan oleh tindakan acousto-optik

2. Modulator elektro-optik(Eom)

Modulator elektro-optik adalah modulator yang menggunakan kesan elektro-optik kristal elektro-optik tertentu, seperti kristal lithium niobate (LINB03), kristal GaAs (GaAs) dan kristal litium tantalate (Lita03). Kesan elektro-optik ialah apabila voltan digunakan pada kristal elektro-optik, indeks biasan kristal elektro-optik akan berubah, mengakibatkan perubahan dalam ciri-ciri gelombang cahaya kristal, dan modulasi fasa, amplitud, intensiti dan keadaan polarisasi isyarat optik direalisasikan.

Rajah: Konfigurasi khas litar pemandu EOM

3. Modulator optik semikonduktor/penguat optik semikonduktor (SOM/SOA)

Penguat optik semikonduktor (SOA) biasanya digunakan untuk penguatan isyarat optik, yang mempunyai kelebihan cip, penggunaan kuasa yang rendah, sokongan untuk semua band, dan lain -lain, dan merupakan alternatif masa depan untuk penguat optik tradisional seperti EDFA (Penguat serat erbium-doped). Modulator optik semikonduktor (SOM) adalah peranti yang sama seperti penguat optik semikonduktor, tetapi cara ia digunakan sedikit berbeza dari cara ia digunakan dengan penguat SOA tradisional, dan penunjuk yang difokuskan pada apabila ia digunakan sebagai modulator cahaya sedikit berbeza daripada yang digunakan sebagai penguat. Apabila digunakan untuk penguatan isyarat optik, arus memandu yang stabil biasanya diberikan kepada SOA untuk memastikan SOA berfungsi di rantau linear; Apabila ia digunakan untuk memodulasi denyutan optik, ia memasukkan isyarat optik berterusan ke SOA, menggunakan denyutan elektrik untuk mengawal arus pemacu SOA, dan kemudian mengawal keadaan output SOA sebagai penguatan/pelemahan. Menggunakan ciri penguatan dan pelemahan SOA, mod modulasi ini secara beransur -ansur digunakan untuk beberapa aplikasi baru, seperti penderiaan serat optik, lidar, pengimejan perubatan OCT dan bidang lain. Terutama untuk beberapa senario yang memerlukan jumlah yang agak tinggi, penggunaan kuasa dan nisbah kepupusan.

4. Modulasi langsung laser juga boleh memodulasi isyarat optik dengan secara langsung mengawal arus bias laser, seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah, lebar nenek nanosecond diperolehi melalui modulasi langsung. Ia dapat dilihat bahawa terdapat lonjakan pada permulaan nadi, yang dibawa oleh kelonggaran pembawa laser. Jika anda ingin mendapatkan nadi kira -kira 100 picoseconds, anda boleh menggunakan lonjakan ini. Tetapi biasanya kita tidak mahu mempunyai lonjakan ini.

Jumlah

AOM sesuai untuk output kuasa optik dalam beberapa watt dan mempunyai fungsi peralihan kekerapan. EOM adalah pantas, tetapi kerumitan pemacu tinggi dan nisbah kepupusan adalah rendah. SOM (SOA) adalah penyelesaian optimum untuk kelajuan GHZ dan nisbah kepupusan yang tinggi, dengan penggunaan kuasa yang rendah, pengurangan dan ciri -ciri lain. Diod laser langsung adalah penyelesaian yang paling murah, tetapi menyedari perubahan dalam ciri -ciri spektrum. Setiap skim modulasi mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri, dan penting untuk memahami dengan tepat keperluan permohonan apabila memilih skim, dan akrab dengan kelebihan dan kekurangan setiap skim, dan memilih skim yang paling sesuai. Sebagai contoh, dalam penderiaan serat yang diedarkan, AOM tradisional adalah yang utama, tetapi dalam beberapa reka bentuk sistem baru, penggunaan skim SOA berkembang pesat, dalam beberapa skim tradisional lidar angin menggunakan dua peringkat AOM, reka bentuk skim baru untuk mengurangkan kos, mengurangkan saiz, dan meningkatkan nisbah kepupusan, skema SOA yang diterima pakai. Dalam sistem komunikasi, sistem kelajuan rendah biasanya menggunakan skim modulasi langsung, dan sistem kelajuan tinggi biasanya menggunakan skim modulasi elektro-optik.