02електрооптичен модулаториелектрооптична модулацияоптичен честотен гребен
Електрооптичният ефект се отнася до ефекта, при който коефициентът на пречупване на материал се променя, когато се прилага електрическо поле. Съществуват два основни вида електрооптични ефекти. Единият е първичният електрооптичен ефект, известен още като ефект на Покелс, който се отнася до линейната промяна на коефициента на пречупване на материала с приложеното електрическо поле. Другият е вторичният електрооптичен ефект, известен още като ефект на Кер, при който промяната в коефициента на пречупване на материала е пропорционална на квадрата на електрическото поле. Повечето електрооптични модулатори са базирани на ефекта на Покелс. С помощта на електрооптичния модулатор можем да модулираме фазата на падащата светлина и въз основа на фазовата модулация, чрез определено преобразуване, можем да модулираме и интензитета или поляризацията на светлината.
Съществуват няколко различни класически структури, както е показано на Фигура 2. (a), (b) и (c) са структури с единичен модулатор с проста структура, но ширината на линията на генерирания оптичен честотен гребен е ограничена от електрооптичната честотна лента. Ако е необходим оптичен честотен гребен с висока честота на повторение, са необходими два или повече модулатора в каскада, както е показано на Фигура 2(d)(e). Последният тип структура, която генерира оптичен честотен гребен, се нарича електрооптичен резонатор, който представлява електрооптичният модулатор, поставен в резонатора, или самият резонатор може да произведе електрооптичен ефект, както е показано на Фигура 3.
ФИГ. 2 Няколко експериментални устройства за генериране на оптични честотни гребени, базирани наелектрооптични модулатори
Фиг. 3 Структури на няколко електрооптични кухини
03 Характеристики на гребена с оптична честота и електрооптична модулация
Предимство едно: настройваемост
Тъй като източникът на светлина е настройваем широкоспектърен лазер, а електрооптичният модулатор също има определена работна честотна лента, оптичният честотен гребен с електрооптична модулация също е честотно настройваем. В допълнение към настройваемата честота, тъй като генерирането на вълновата форма на модулатора е настройваемо, честотата на повторение на получения оптичен честотен гребен също е настройваема. Това е предимство, което оптичните честотни гребени, създадени от лазери със заключени модове и микрорезонатори, нямат.
Предимство второ: честота на повторение
Честотата на повторение е не само гъвкава, но може да се постигне и без промяна на експерименталното оборудване. Ширината на линията на електрооптичния модулационен оптичен честотен гребен е приблизително еквивалентна на честотната лента на модулацията, общата честотна лента на търговския електрооптичен модулатор е 40 GHz, а честотата на повторение на електрооптичния модулационен оптичен честотен гребен може да надвишава честотната лента на оптичния честотен гребен, генерирана от всички други методи, с изключение на микрорезонатора (който може да достигне 100 GHz).
Предимство 3: спектрално оформяне
В сравнение с оптичния гребен, произведен по други начини, формата на оптичния диск на електрооптично модулирания оптичен гребен се определя от редица степени на свобода, като радиочестотен сигнал, напрежение на отклонение, падаща поляризация и др., които могат да се използват за контрол на интензитета на различните гребени, за да се постигне целта на спектралното оформяне.
04 Приложение на електрооптичен модулатор с оптичен честотен гребен
В практическото приложение на електрооптичния модулатор с оптичен честотен гребен, той може да бъде разделен на спектри с единичен и двоен гребен. Разстоянието между линиите на спектъра с единичен гребен е много тясно, така че може да се постигне висока точност. В същото време, в сравнение с оптичния честотен гребен, получен от лазер със заключени модове, устройството с електрооптичен модулатор с оптичен честотен гребен е по-малко и по-добре настройваемо. Спектрометърът с двоен гребен се получава чрез интерференция на два кохерентни единични гребена с леко различни честоти на повторение, а разликата в честотата на повторение е разстоянието между линиите на новия интерферентен спектър на гребена. Технологията на оптичния честотен гребен може да се използва в оптично изобразяване, измерване на разстояние, измерване на дебелина, калибриране на инструменти, оформяне на спектъра на произволна форма на вълната, радиочестотна фотоника, дистанционна комуникация, оптичен стелт и т.н.
ФИГ. 4 Сценарий на приложение на оптичен честотен гребен: Вземайки за пример измерването на профила на високоскоростен куршум
Време на публикуване: 19 декември 2023 г.