02elektrooptisk modulatorochelektrooptisk moduleringoptisk frekvenskam
Elektrooptisk effekt avser effekten att ett materials brytningsindex förändras när ett elektriskt fält appliceras. Det finns två huvudtyper av elektrooptiska effekter, den ena är den primära elektrooptiska effekten, även känd som Pokels-effekten, som avser den linjära förändringen av materialets brytningsindex med det applicerade elektriska fältet. Den andra är den sekundära elektrooptiska effekten, även känd som Kerr-effekten, där förändringen i materialets brytningsindex är proportionell mot kvadraten av det elektriska fältet. De flesta elektrooptiska modulatorer är baserade på Pokels-effekten. Med hjälp av den elektrooptiska modulatorn kan vi modulera fasen hos det infallande ljuset, och baserat på fasmoduleringen kan vi genom en viss omvandling också modulera ljusets intensitet eller polarisation.
Det finns flera olika klassiska strukturer, som visas i figur 2. (a), (b) och (c) är alla enkla modulatorstrukturer med enkel struktur, men linjebredden för den genererade optiska frekvenskammen begränsas av den elektrooptiska bandbredden. Om en optisk frekvenskam med hög repetitionsfrekvens krävs krävs två eller flera modulatorer i kaskad, som visas i figur 2(d)(e). Den sista typen av struktur som genererar en optisk frekvenskam kallas en elektrooptisk resonator, vilket är den elektrooptiska modulatorn placerad i resonatorn, eller så kan resonatorn själv producera en elektrooptisk effekt, som visas i figur 3.
FIG. 2 Flera experimentella anordningar för att generera optiska frekvenskammar baserade påelektrooptiska modulatorer
FIG. 3 Strukturer av flera elektrooptiska kaviteter
03 Egenskaper för optisk frekvenskam för elektrooptisk modulering
Fördel ett: avstämningsbarhet
Eftersom ljuskällan är en avstämbar bredspektrumlaser, och den elektrooptiska modulatorn också har en viss driftsfrekvensbandbredd, är den elektrooptiska moduleringsoptiska frekvenskammen också frekvensavstämbar. Förutom den avstämbara frekvensen, eftersom modulatorns vågformsgenerering är avstämbar, är även repetitionsfrekvensen för den resulterande optiska frekvenskammen avstämbar. Detta är en fördel som optiska frekvenskammar som produceras av modlåsta lasrar och mikroresonatorer inte har.
Fördel två: repetitionsfrekvens
Repetitionsfrekvensen är inte bara flexibel, utan kan också uppnås utan att ändra den experimentella utrustningen. Linjebredden för den elektrooptiska moduleringsoptiska frekvenskammen är ungefär lika med modulationsbandbredden, den allmänna kommersiella bandbredden för elektrooptiska modulatorer är 40 GHz, och repetitionsfrekvensen för den elektrooptiska moduleringsoptiska frekvenskammen kan överstiga den optiska frekvenskammens bandbredd som genereras av alla andra metoder förutom mikroresonatorn (som kan nå 100 GHz).
Fördel 3: spektral formning
Jämfört med den optiska kammen som produceras på andra sätt bestäms den optiska skivformen hos den elektrooptiska modulerade optiska kammen av ett antal frihetsgrader, såsom radiofrekvenssignal, förspänning, infallande polarisering etc., vilket kan användas för att styra intensiteten hos olika kammar för att uppnå syftet med spektralformning.
04 Tillämpning av elektrooptisk modulatoroptisk frekvenskam
I den praktiska tillämpningen av elektrooptisk modulatoroptisk frekvenskam kan den delas in i enkel- och dubbelkamspektra. Linjeavståndet för ett enkelkamspektrum är mycket smalt, så hög noggrannhet kan uppnås. Samtidigt, jämfört med den optiska frekvenskammen som produceras av modlåst laser, är anordningen med elektrooptisk modulatoroptisk frekvenskam mindre och bättre avstämbar. Dubbelkamspektrometern produceras genom interferens av två koherenta enkelkammar med något olika repetitionsfrekvenser, och skillnaden i repetitionsfrekvens är linjeavståndet för det nya interferenskamspektrumet. Optisk frekvenskamteknik kan användas inom optisk avbildning, avståndsmätning, tjockleksmätning, instrumentkalibrering, godtycklig vågformsspektrumformning, radiofrekvensfotonik, fjärrkommunikation, optisk stealth och så vidare.
FIG. 4 Tillämpningsscenario för optisk frekvenskam: Ta mätning av höghastighetskulans profil som exempel
Publiceringstid: 19 december 2023