Superrigardo de kvar komunaj modulatoroj

Superrigardo de kvar komunaj modulatoroj

Ĉi tiu artikolo prezentas kvar moduladmetodojn (ŝanĝantajn la laseran amplitudon en la nanosekunda aŭ subnanosekunda tempodomajno) kiuj estas plej ofte uzataj en fibraj lasersistemoj. Ĉi tiuj inkluzivas AOM (akusto-optika modulado), EOM (elektro-optika modulado), SOM/SOA(duonkondukta lumplifortigo ankaŭ konata kiel duonkondukta modulado), kajrekta lasera moduladoInter ili, AOM,EOM,SOM apartenas al ekstera modulado, aŭ nerekta modulado.

1. Akusto-optika modulatoro (AOM)

Akusto-optika modulado estas fizika procezo, kiu uzas akusto-optikan efikon por ŝarĝi informojn sur optikan portanton. Dum modulado, la elektra signalo (amplituda modulado) unue aplikiĝas al la elektro-akustika transduktilo, kiu konvertas la elektran signalon en ultrasonan kampon. Kiam la lumondo trapasas la akusto-optikan medion, la optika portanto estas modulita kaj fariĝas intenseco-modulita ondo portanta informojn pro la akusto-optika ago.

2. Elektro-optika Modulatoro(EOM)

Elektro-optika modulatoro estas modulatoro, kiu utiligas la elektro-optikajn efikojn de certaj elektro-optikaj kristaloj, kiel ekzemple litiaj niobatkristaloj (LiNbO3), GaAs-kristaloj (GaAs) kaj litiaj tantalataj kristaloj (LiTaO3). La elektro-optika efiko estas, ke kiam tensio estas aplikata al la elektro-optika kristalo, la refrakta indico de la elektro-optika kristalo ŝanĝiĝas, rezultante ŝanĝojn en la lumondaj karakterizaĵoj de la kristalo, kaj la modulado de la fazo, amplitudo, intenseco kaj polariza stato de la optika signalo realiĝas.

Figuro: Tipa konfiguracio de EOM-ŝoforcirkvito

3. Duonkondukta Optika Modulilo/Duonkondukta Optika Amplifilo (SOM/SOA)

Duonkondukta optika amplifilo (SOA) estas kutime uzata por optika signala amplifilo, kiu havas la avantaĝojn de ĉipo, malalta energikonsumo, subteno por ĉiuj bendoj, ktp., kaj estas estonta alternativo al tradiciaj optikaj amplifiloj kiel EDFA (Erbio-dopita fibramplifilo). Duonkondukta optika modulatoro (SOM) estas la sama aparato kiel duonkondukta optika amplifilo, sed ĝia uzmaniero estas iomete malsama ol tiu uzata per tradicia SOA-amplifilo, kaj la indikiloj, al kiuj ĝi fokusiĝas kiam ĝi estas uzata kiel lummodulatoro, estas iomete malsamaj ol tiuj uzataj kiel amplifilo. Kiam uzata por optika signala amplifilo, stabila pela 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-pelan kurenton, kaj poste kontrolas la SOA-eligan staton kiel amplifilo/atenuo. Uzante la SOA-amplifilajn kaj atenuajn karakterizaĵojn, ĉi tiu modulada reĝimo iom post iom estis aplikita al iuj novaj aplikoj, kiel ekzemple optika fibra sensado, LiDAR, OCT-medicina bildigo kaj aliaj kampoj. Precipe por iuj scenaroj, kiuj postulas relative altan volumenon, energikonsumon kaj estingiĝan proporcion.

4. Lasera rekta modulado ankaŭ povas moduli la optikan signalon per rekta kontrolado de la lasera biasfluo, kiel montrite en la suba figuro, 3-nanosekunda pulsa larĝo estas atingita per rekta modulado. Videblas, ke estas piko ĉe la komenco de la pulso, kiu estas kaŭzita de la malstreĉiĝo de la lasera portanto. Se vi volas ricevi pulson de ĉirkaŭ 100 pikosekundoj, vi povas uzi ĉi tiun pikon. Sed kutime ni ne volas havi ĉi tiun pikon.

Sumigu

AOM taŭgas por optika potenco eligo en kelkaj vatoj kaj havas frekvencan ŝovan funkcion. EOM estas rapida, sed la komplekseco de la pelilo estas alta kaj la estinga proporcio estas malalta. SOM (SOA) estas la optimuma solvo por GHz-rapido kaj alta estinga proporcio, kun malalta energi-konsumo, miniaturigo kaj aliaj trajtoj. Rektaj laserdiodoj estas la plej malmultekosta solvo, sed atentu ŝanĝojn en spektraj karakterizaĵoj. Ĉiu modulada skemo havas siajn proprajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn, kaj gravas precize kompreni la aplikajn postulojn dum elektado de skemo, kaj koni la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de ĉiu skemo, kaj elekti la plej taŭgan skemon. Ekzemple, en distribuita fibra sensado, la tradicia AOM estas la ĉefa, sed en iuj novaj sistemdezajnoj, la uzo de SOA-skemoj rapide kreskas. En iuj ventaj liDAR-skemoj tradiciaj uzas du-ŝtupan AOM. La nova skemdezajno por redukti la koston, redukti la grandecon kaj plibonigi la estingan proporcion, la SOA-skemo estas adoptita. En la komunikada sistemo, la malalt-rapida sistemo kutime adoptas la rektan moduladan skemon, kaj la alt-rapida sistemo kutime uzas la elektro-optikan moduladan skemon.