02електрооптичен модулаториелектрооптична модулацияоптичен честотен гребен
Електрооптичният ефект се отнася до ефекта, че индексът на пречупване на даден материал се променя, когато се приложи електрическо поле. Има два основни вида електрооптичен ефект, единият е първичният електрооптичен ефект, известен също като ефекта на Покелс, който се отнася до линейната промяна на индекса на пречупване на материала с приложеното електрическо поле. Другият е вторичният електрооптичен ефект, известен още като ефект на Кер, при който промяната в индекса на пречупване на материала е пропорционална на квадрата на електрическото поле. Повечето електрооптични модулатори се основават на ефекта на Покелс. Използвайки електрооптичния модулатор, можем да модулираме фазата на падащата светлина и на базата на фазовата модулация, чрез определено преобразуване, можем също да модулираме интензитета или поляризацията на светлината.
Има няколко различни класически структури, както е показано на фигура 2. (a), (b) и (c) са всички единични модулаторни структури с проста структура, но широчината на линията на генерирания оптичен честотен гребен е ограничена от електрооптичния 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 е 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 Електрооптична модулация на оптичен честотен гребен
Предимство едно: възможност за настройка
Тъй като източникът на светлина е регулируем широкоспектърен лазер и електрооптичният модулатор също има определена работна честотна лента, оптичният честотен гребен за електрооптична модулация също може да се настройва по честота. В допълнение към регулируемата честота, тъй като генерирането на формата на вълната на модулатора е регулируемо, честотата на повторение на получения оптичен честотен гребен също може да се настройва. Това е предимство, което оптичните честотни гребени, произведени от лазери и микрорезонатори със заключен режим, нямат.
Предимство две: честота на повторение
Скоростта на повторение е не само гъвкава, но може да се постигне и без промяна на експерименталното оборудване. Широчината на линията на оптичния честотен гребен за електрооптична модулация е приблизително еквивалентен на честотната лента на модулацията, общата честотна лента на електрооптичния модулатор на търговската мрежа е 40GHz, а честотата на повторение на оптичния честотен гребен за електрооптична модулация може да надвишава генерираната честотна лента на оптичния честотен гребен чрез всички други методи, с изключение на микрорезонатора (който може да достигне 100GHz).
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, инцидентна поляризация и т.н., които могат да бъдат използва се за контролиране на интензитета на различни гребени за постигане на целта за спектрално оформяне.
04 Приложение на електрооптичен модулатор оптичен честотен гребен
При практическото приложение на оптичния честотен гребен на електрооптичния модулатор той може да бъде разделен на единични и двойни спектри на гребен. Разстоянието между редовете на спектъра с един гребен е много тясно, така че може да се постигне висока точност. В същото време, в сравнение с оптичния честотен гребен, произведен от лазер със заключен режим, устройството на оптичния честотен гребен с електрооптичен модулатор е по-малко и по-добре регулируемо. 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 редовете на новия спектър на интерферентен гребен. Технологията с оптичен честотен гребен може да се използва при оптични изображения, измерване на обхват, измерване на дебелина, калибриране на инструменти, оформяне на спектъра с произволна форма на вълната, радиочестотна фотоника, дистанционна комуникация, оптичен стелт и т.н.
Фиг. 4 Сценарий на приложение на оптичен честотен гребен: Вземане на измерване на профил на високоскоростен куршум като пример
Време на публикуване: 19 декември 2023 г