Superrigardo de kvar oftaj modulatoroj

Superrigardo de kvar oftaj modulatoroj

Ĉi tiu papero enkondukas kvar modulajn metodojn (ŝanĝante la laseron -amplekson en la nanosekunda aŭ subnanosekunda tempa domajno), kiuj estas plej ofte uzataj en fibraj laseraj sistemoj. Ĉi tiuj inkluzivas AOM (Acousto-Optika Modulado), EOM (Elektro-Optika Modulado), SOM/SOA(Semiconductor Light Amplification ankaŭ konata kiel duonkondukta modulado), kajRekta lasera modulado. Inter ili, aom,EOM, SOM apartenas al ekstera modulado, aŭ nerekta modulado.

1. Acousto-Optic Modulator (AOM)

Acousto-optika modulado estas fizika procezo, kiu uzas Acousto-optikan efikon por ŝarĝi informojn sur optika portanto. Kiam modulado, la elektra signalo (ampleksa modulado) unue estas aplikata al la elektro-akustika transduktilo, kiu transformas la elektran signalon en ultrasonan kampon. Kiam la malpeza ondo trapasas la akceto-optikan medion, la optika portanto estas modulita kaj fariĝas intenseco modulita ondo portanta informojn pro la akto-optika ago

2. Elektro-Optika Modulilo(EOM)

Elektro-optika modulatoro estas modulatoro, kiu uzas la elektro-optikajn efikojn de iuj elektro-optikaj kristaloj, kiel ekzemple litio-niobataj kristaloj (LINB03), GaAs-kristaloj (GAAoj) kaj litio tantalataj kristaloj (LITA03). La elektro-optika efiko estas, ke kiam la tensio estas aplikata al la elektro-optika kristalo, la refrakta indekso de la elektro-optika kristalo ŝanĝiĝos, rezultigante ŝanĝojn en la malpezaj ondaj trajtoj de la kristalo, kaj la modulado de la fazo, amplekso, intenseco kaj polariza stato de la optika signalo estas realigita.

Figuro: Tipa agordo de EOM -ŝofora cirkvito

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

Semikonduktaĵa optika amplifilo (SOA) estas kutime uzata por optika signal -amplifado, kiu havas la avantaĝojn de blato, malalta potenco -konsumado, subteno por ĉiuj bandoj, ktp., Kaj estas estonta alternativo al tradiciaj optikaj amplifiloj kiel EDFA (Erbium-dopita fibra amplifilo). Semikonduktaĵa optika modulatoro (SOM) estas la sama aparato kiel duonkondukta optika amplifilo, sed la maniero kiel ĝi estas iomete malsama ol la maniero kiel ĝi estas uzata kun tradicia SOA -amplifilo, kaj la indikiloj, kiujn ĝi fokusas, kiam ĝi estas uzata kiel malpeza modulilo estas iomete malsama ol tiuj uzataj kiel amplifilo. Se uzite por optika signal -amplifado, stabila veturanta kurento estas kutime provizita al la SOA por certigi, ke la SOA funkcias en la lineara regiono; Kiam ĝi estas uzata por moduli optikajn pulsojn, ĝi enigas kontinuajn optikajn signalojn al la SOA, uzas elektrajn pulsojn por kontroli la SOA -veturan kurenton, kaj tiam kontroli la SOA -eligan staton kiel amplifadon/atenuadon. Uzante la SOA -amplifajn kaj mildigajn trajtojn, ĉi tiu modulada reĝimo iom post iom estis aplikita al iuj novaj aplikoj, kiel optika fibro -sento, lidar, OCT -medicina bildigo kaj aliaj kampoj. Precipe por iuj scenoj, kiuj postulas relative altan volumon, konsumadon kaj estingo -rilatumon.

4. Lasera rekta modulado ankaŭ povas moduli la optikan signalon per rekte kontrolado de la lasera biasa kurento, kiel montras la figuro sube, 3 -nanosekunda pulsa larĝo estas akirita per rekta modulado. Videblas, ke ekzistas spico komence de la pulso, kiu kaŭzas la malstreĉiĝon de la lasera portanto. Se vi volas akiri pulson de ĉirkaŭ 100 picosekundoj, vi povas uzi ĉi tiun spikon. Sed kutime ni ne volas havi ĉi tiun spikon.

Resumu

AOM taŭgas por optika potenco en kelkaj vatoj kaj havas frekvencan movan funkcion. EOM estas rapida, sed la veturanta komplekseco estas alta kaj la estingila rilatumo malalta. SOM (SOA) estas la optimuma solvo por GHz -rapideco kaj alta estingo -rilatumo, kun malalta konsumado de potenco, miniaturigo kaj aliaj ecoj. Rekta lasero -diodoj estas la plej malmultekosta solvo, sed konsciu pri ŝanĝoj en spektraj trajtoj. Ĉiu modulada skemo havas siajn proprajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn, kaj gravas kompreni precize la aplikajn postulojn kiam elektas skemon, kaj konu la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de ĉiu skemo, kaj elektas la plej taŭgan skemon. Ekzemple, en distribuita fibro-sento, la tradicia AOM estas la ĉefa, sed en iuj novaj sistemaj projektoj, la uzo de SOA-skemoj kreskas rapide, en iuj tradiciaj skemoj de Wind Lidar uzas du-etaĝan AOM, la nova skemo-dezajno por malpliigi la koston, redukti la grandecon kaj plibonigi la estingiĝan rilatumon, la SOA-skemo estas adoptita. En la komunikada sistemo, la malalta rapideca sistemo kutime adoptas la rektan modulan skemon, kaj la alta rapideca sistemo kutime uzas la elektro-optikan modulan skemon.