Преглед на четири общи модулатора

Преглед на четири общи модулатора

Тази статия въвежда четири метода на модулация (промяна на лазерната амплитуда в домейна на наносекунда или субнаносекунда), които най -често се използват в лазерните системи от влакна. Те включват AOM (акусто-оптична модулация), EOM (електрооптична модулация), SOM/SOA(полупроводниково усилване на светлината, известно още като полупроводникова модулация) иДиректна лазерна модулация. Сред тях, AOM,Eom, SOM принадлежи към външна модулация или индиректна модулация.

1. Акусто-оптичен модулатор (AOM)

Акусто-оптичната модулация е физически процес, който използва акусто-оптичен ефект за зареждане на информация върху оптичния носител. При модулиране електрическият сигнал (амплитудна модулация) първо се прилага към електроакустичния преобразувател, който преобразува електрическия сигнал в ултразвуково поле. Когато светлинната вълна преминава през акусто-оптичната среда, оптичният носител е модулиран и се превръща в модулирана от интензивност вълна, носеща информация поради акусто-оптичното действие

2. Електрооптичен модулатор(EOM)

Електрооптичният модулатор е модулатор, който използва електрооптичните ефекти на определени електрооптични кристали, като литиев ниобат кристали (LINB03), Crystals GaAs (GAAS) и литиеви танталатни кристали (LITA03). Електрооптичният ефект е, че когато напрежението се прилага към електрооптичния кристал, коефициентът на пречупване на електрооптичния кристал ще се промени, което води до промени в характеристиките на светлинната вълна на кристала и модулирането на фазата, амплитудата, интензивността и поляризационното състояние на оптичния сигнал се реализира.

Фигура: Типична конфигурация на веригата на драйвера на EOM

3. Оптичен модулатор на полупроводник/полупроводников оптичен усилвател (SOM/SOA)

Оптичният усилвател на полупроводниците (SOA) обикновено се използва за оптично усилване на сигнала, който има предимствата на чипа, ниската консумация на мощност, поддръжката за всички ленти и т.н., и е бъдеща алтернатива на традиционните оптични усилватели като EDFA (Ербий-легиран усилвател на влакната). Оптичният модулатор на полупроводника (SOM) е същото устройство като полупроводниковия оптичен усилвател, но начинът, по който се използва, е малко по -различен от начина, по който се използва с традиционен SOA усилвател, а индикаторите, върху които се фокусира, когато се използва като светлинен модулатор, са малко по -различни от използваните като усилвател. Когато се използва за оптично усилване на сигнала, на SOA обикновено се предоставя стабилен задвижващ ток, за да се гарантира, че SOA работи в линейната област; Когато се използва за модулиране на оптичните импулси, той въвежда непрекъснати оптични сигнали в SOA, използва електрически импулси за контрол на задвижващия ток на SOA и след това контролира изходното състояние на SOA като усилване/затихване. Използвайки характеристиките на усилване и затихване на SOA, този режим на модулация постепенно се прилага към някои нови приложения, като оптично сензорно влакно, лидар, OCT медицински изображения и други полета. Особено за някои сценарии, които изискват сравнително голям обем, консумация на енергия и съотношение на изчезване.

4. Лазерната директна модулация може също да модулира оптичния сигнал, като директно контролира тока на лазерното отклонение, както е показано на фигурата по -долу, 3 наносекундната ширина на импулса се получава чрез директна модулация. Вижда се, че в началото на пулса има скок, който се създава от релаксацията на лазерния носител. Ако искате да получите пулс от около 100 пикосекунди, можете да използвате този шип. Но обикновено не искаме да имаме този скок.

Сумирайте

AOM е подходящ за оптична мощност в няколко вата и има функция за изместване на честотата. EOM е бърз, но сложността на задвижването е висока и съотношението на изчезване е ниско. SOM (SOA) е оптималното решение за скоростта на GHz и високото съотношение на изчезване, с ниска консумация на енергия, миниатюризация и други характеристики. Директните лазерни диоди са най -евтиното решение, но бъдете наясно с промените в спектралните характеристики. Всяка схема за модулация има свои собствени предимства и недостатъци и е важно точно да се разберат изискванията за приложение при избора на схема и да сте запознати с предимствата и недостатъците на всяка схема и да изберете най -подходящата схема. Например, при разпределените фибри, традиционният AOM е основният, но при някои нови дизайни на системата използването на SOA схеми се разраства бързо, в някои вятърни лидар традиционните схеми използват двуетапни AOM, новата схема на схемата, за да намали разходите, да намали размера и да подобри съотношението на изчезване, схемата на SOA е приета. В комуникационната система системата с ниска скорост обикновено приема схемата за директна модулация и системата с висока скорост обикновено използва схемата за електрооптична модулация.