Ħarsa ġenerali ta 'erba' modulaturi komuni

Ħarsa ġenerali ta 'erba' modulaturi komuni

Dan id-dokument jintroduċi erba 'metodi ta' modulazzjoni (li jinbidlu l-amplitudni tal-lejżer fid-dominju tal-ħin nanosecond jew subnanosecond) li huma l-aktar komunement użati fis-sistemi tal-laser tal-fibra. Dawn jinkludu AOM (modulazzjoni akusto-ottika), EOM (modulazzjoni elettro-ottika), SOM/SOA(amplifikazzjoni tad-dawl tas-semikondutturi magħrufa wkoll bħala modulazzjoni tas-semikondutturi), umodulazzjoni diretta tal-laser. Fosthom, AOM,EOM,SOM jappartjenu għal modulazzjoni esterna, jew modulazzjoni indiretta.

1. Modulatur akusto-ottiku (AOM)

Il-modulazzjoni akusto-ottika hija proċess fiżiku li juża effett akusto-ottiku biex jgħabbi l-informazzjoni fuq trasportatur ottiku. Meta timmodula, is-sinjal elettriku (modulazzjoni tal-amplitudni) l-ewwel jiġi applikat għat-transducer elettro-akustiku, li jikkonverti s-sinjal elettriku f'kamp ultrasoniku. Meta l-mewġa tad-dawl tgħaddi mill-medju akusto-ottiku, it-trasportatur ottiku jiġi modulat u jsir mewġa modulata b'intensità li ġġorr informazzjoni minħabba l-azzjoni akusto-ottika

2. Modulatur elettro-ottiku(EOM)

Modulatur elettro-ottiku huwa modulatur li jutilizza l-effetti elettro-ottiċi ta 'ċerti kristalli elettro-ottiċi, bħal kristalli niobat tal-litju (LiNb03), kristalli GaAs (GaAs) u kristalli tantalat tal-litju (LiTa03). L-effett elettro-ottiku huwa li meta l-vultaġġ jiġi applikat għall-kristall elettro-ottiku, l-indiċi refrattiv tal-kristall elettro-ottiku se jinbidel, li jirriżulta f'bidliet fil-karatteristiċi tal-mewġ tad-dawl tal-kristall, u l-modulazzjoni tal-fażi, amplitudni, intensità u stat ta 'polarizzazzjoni tas-sinjal ottiku huwa realizzat.

Figura: Konfigurazzjoni tipika taċ-ċirkwit tas-sewwieq EOM

3. Modulatur ottiku semikonduttur/amplifikatur ottiku semikonduttur (SOM/SOA)

L-amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA) normalment jintuża għall-amplifikazzjoni tas-sinjal ottiku, li għandu l-vantaġġi ta 'ċippa, konsum baxx ta' enerġija, appoġġ għall-meded kollha, eċċ., U huwa alternattiva futura għal amplifikaturi ottiċi tradizzjonali bħal EDFA (Amplifikatur tal-fibra drogata bl-erbju). Modulatur ottiku semikonduttur (SOM) huwa l-istess apparat bħal amplifikatur ottiku semikonduttur, iżda l-mod kif jintuża huwa kemmxejn differenti mill-mod kif jintuża ma 'amplifikatur SOA tradizzjonali, u l-indikaturi li jiffoka fuq meta jintuża bħala modulatur tad-dawl huma kemmxejn differenti minn dawk użati bħala amplifikatur. Meta jintuża għall-amplifikazzjoni tas-sinjal ottiku, kurrent ta 'sewqan stabbli huwa normalment ipprovdut lis-SOA biex jiżgura li s-SOA taħdem fir-reġjun lineari; Meta jintuża biex jimmodula l-impulsi ottiċi, idaħħal sinjali ottiċi kontinwi lis-SOA, juża impulsi elettriċi biex jikkontrolla l-kurrent tas-sewqan tas-SOA, u mbagħad jikkontrolla l-istat tal-ħruġ tas-SOA bħala amplifikazzjoni/attenwazzjoni. Bl-użu tal-karatteristiċi ta 'amplifikazzjoni u attenwazzjoni SOA, dan il-mod ta' modulazzjoni ġie applikat gradwalment għal xi applikazzjonijiet ġodda, bħal sensing tal-fibra ottika, LiDAR, immaġini mediċi OCT u oqsma oħra. Speċjalment għal xi xenarji li jeħtieġu volum relattivament għoli, konsum ta 'enerġija u proporzjon ta' estinzjoni.

4. Il-modulazzjoni diretta tal-lejżer tista 'wkoll timmodula s-sinjal ottiku billi tikkontrolla direttament il-kurrent tal-preġudizzju tal-lejżer, kif muri fil-figura hawn taħt, tinkiseb wisa' ta 'polz ta' 3 nanosekondi permezz ta 'modulazzjoni diretta. Wieħed jista 'jara li hemm spike fil-bidu tal-polz, li hija miġjuba mill-rilassament tat-trasportatur tal-laser. Jekk trid tikseb polz ta 'madwar 100 pikosekonda, tista' tuża din is-spike. Iżda ġeneralment ma rridux ikollna din is-spike.

Qosor

AOM huwa adattat għall-output ta 'enerġija ottika fi ftit watts u għandu funzjoni ta' bidla fil-frekwenza. EOM huwa mgħaġġel, iżda l-kumplessità tas-sewqan hija għolja u l-proporzjon ta 'estinzjoni huwa baxx. SOM (SOA) hija s-soluzzjoni ottimali għall-veloċità GHz u l-proporzjon ta 'estinzjoni għolja, b'konsum baxx ta' enerġija, minjaturizzazzjoni u karatteristiċi oħra. Dajowds tal-lejżer diretti huma l-orħos soluzzjoni, iżda kun konxju tal-bidliet fil-karatteristiċi spettrali. Kull skema ta 'modulazzjoni għandha l-vantaġġi u l-iżvantaġġi tagħha stess, u huwa importanti li tifhem b'mod preċiż ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni meta tagħżel skema, u tkun familjari mal-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta' kull skema, u tagħżel l-aktar skema adattata. Pereżempju, f'sensing tal-fibra distribwita, l-AOM tradizzjonali hija l-prinċipali, iżda f'xi disinji ta 'sistema ġodda, l-użu ta' skemi SOA qed jikber malajr, f'xi skemi tradizzjonali liDAR tar-riħ jużaw AOM f'żewġ stadji, id-disinn tal-iskema l-ġdida sabiex tnaqqas l-ispiża, tnaqqas id-daqs, u ttejjeb il-proporzjon ta 'estinzjoni, l-iskema SOA hija adottata. Fis-sistema ta 'komunikazzjoni, is-sistema ta' veloċità baxxa normalment tadotta l-iskema ta 'modulazzjoni diretta, u s-sistema ta' veloċità għolja normalment tuża l-iskema ta 'modulazzjoni elettro-ottika.