Ħarsa ġenerali lejn erba' modulaturi komuni

Ħarsa ġenerali lejn erba' modulaturi komuni

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

1. Modulatur Akusto-Ottiku (AOM)

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

2. Modulatur Elettro-ottiku(EOM)

Modulatur elettro-ottiku huwa modulatur li juża l-effetti elettro-ottiċi ta' ċerti kristalli elettro-ottiċi, bħal kristalli tan-nijobat tal-litju (LiNb03), kristalli GaAs (GaAs) u kristalli tat-tantalat tal-litju (LiTa03). L-effett elettro-ottiku huwa li meta l-vultaġġ jiġi applikat fuq il-kristall elettro-ottiku, l-indiċi refrattiv tal-kristall elettro-ottiku jinbidel, u dan jirriżulta f'bidliet fil-karatteristiċi tal-mewġa tad-dawl tal-kristall, u l-modulazzjoni tal-fażi, l-amplitudni, l-intensità u l-istat tal-polarizzazzjoni tas-sinjal ottiku tiġi realizzata.

Figura: Konfigurazzjoni tipika taċ-ċirkwit tas-sewwieq tal-EOM

3. Modulatur Ottiku tas-Semikondutturi/Amplifikatur ottiku tas-Semikondutturi (SOM/SOA)

Amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA) ġeneralment jintuża għall-amplifikazzjoni tas-sinjali ottiċi, li għandu l-vantaġġi taċ-ċippa, konsum baxx ta' enerġija, appoġġ għall-meded kollha, eċċ., u huwa alternattiva futura għall-amplifikaturi ottiċi tradizzjonali bħall-EDFA (Amplifikatur tal-fibra doppjat bl-erbjuModulatur ottiku tas-semikondutturi (SOM) huwa l-istess apparat bħal amplifikatur ottiku tas-semikondutturi, iżda l-mod kif jintuża huwa kemxejn differenti mill-mod kif jintuża ma' amplifikatur SOA tradizzjonali, u l-indikaturi li jiffoka fuqhom meta jintuża bħala modulatur tad-dawl huma kemxejn differenti minn dawk użati bħala amplifikatur. Meta jintuża għall-amplifikazzjoni tas-sinjal ottiku, ġeneralment jiġi pprovdut kurrent tas-sewqan stabbli lill-SOA biex jiżgura li l-SOA jaħdem fir-reġjun lineari; Meta jintuża biex jimmodula impulsi ottiċi, idaħħal sinjali ottiċi kontinwi lill-SOA, juża impulsi elettriċi biex jikkontrolla l-kurrent tas-sewqan SOA, u mbagħad jikkontrolla l-istat tal-ħruġ SOA bħala amplifikazzjoni/attenwazzjoni. Bl-użu tal-karatteristiċi tal-amplifikazzjoni u l-attenwazzjoni SOA, din il-modalità ta' modulazzjoni ġiet applikata gradwalment għal xi applikazzjonijiet ġodda, bħas-sensing tal-fibra ottika, LiDAR, l-immaġini medika OCT u oqsma oħra. Speċjalment għal xi xenarji li jeħtieġu volum relattivament għoli, konsum tal-enerġija u proporzjon ta' estinzjoni.

4. Il-modulazzjoni diretta tal-lejżer tista' wkoll timmodula s-sinjal ottiku billi tikkontrolla direttament il-kurrent tal-polarizzazzjoni tal-lejżer, kif muri fil-figura t'hawn taħt, permezz tal-modulazzjoni diretta tinkiseb wisa' tal-polz ta' 3 nanosekondi. Jista' jidher li hemm żieda qawwija fil-bidu tal-polz, li hija kkawżata mir-rilassament tat-trasportatur tal-lejżer. Jekk trid tikseb polz ta' madwar 100 pikosekonda, tista' tuża din iż-żieda qawwija. Iżda ġeneralment ma rridux li jkollna din iż-żieda qawwija.

Somma

L-AOM huwa adattat għal output ta' qawwa ottika fi ftit watts u għandu funzjoni ta' bidla fil-frekwenza. L-EOM huwa veloċi, iżda l-kumplessità tas-sewqan hija għolja u l-proporzjon ta' estinzjoni huwa baxx. Is-SOM (SOA) hija s-soluzzjoni ottimali għal veloċità GHz u proporzjon ta' estinzjoni għoli, b'konsum baxx ta' enerġija, minjaturizzazzjoni u karatteristiċi oħra. Id-dijodi tal-lejżer diretti huma l-irħas 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-iskema l-aktar adattata. Pereżempju, fis-sensing distribwit tal-fibra, l-AOM tradizzjonali huwa l-prinċipali, iżda f'xi disinji ġodda tas-sistema, l-użu ta' skemi SOA qed jikber malajr, f'xi skemi tradizzjonali tal-liDAR tar-riħ jużaw AOM f'żewġ stadji, id-disinn tal-iskema l-ġdida sabiex titnaqqas l-ispiża, titnaqqas id-daqs, u tittejjeb il-proporzjon ta' estinzjoni, tiġi adottata l-iskema SOA. Fis-sistema ta' komunikazzjoni, is-sistema b'veloċità baxxa ġeneralment tadotta l-iskema ta' modulazzjoni diretta, u s-sistema b'veloċità għolja ġeneralment tuża l-iskema ta' modulazzjoni elettro-ottika.