Översikt över fyra vanliga modulatorer

Översikt över fyra vanliga modulatorer

Denna artikel introducerar fyra moduleringsmetoder (ändrar laseramplituden i nanosekund eller subnanosekund tidsdomän) som oftast används i fiberlasersystem. Dessa inkluderar AOM (ACOUSTO-optisk modulering), EOM (elektrooptisk modulering), SOM/Soa(Halvledarljusförstärkning även känd som halvledarmodulering) ochdirekt lasermodulering. Bland dem, Aom,Eom, Som tillhör extern modulering eller indirekt modulering.

1. Akusto-optisk modulator (AOM)

Akousto-optisk modulering är en fysisk process som använder akusto-optisk effekt för att ladda information på optisk bärare. Vid modulering appliceras först den elektriska signalen (amplitudmodulering) på den elektroakustiska givaren, som omvandlar den elektriska signalen till ultraljudsfält. När ljusvågen passerar genom det akustooptiska mediet, moduleras den optiska bäraren och blir en intensitetsmodulerad våg som bär information på grund av den akustooptiska handlingen

2. Elektrooptisk modulator(EOM)

En elektrooptisk modulator är en modulator som använder de elektrooptiska effekterna av vissa elektrooptiska kristaller, såsom litium-niobatkristaller (LINB03), GAAS-kristaller (GaAs) och litiumtantalatkristaller (litium03). Den elektrooptiska effekten är att när spänningen appliceras på den elektrooptikala kristallen, kommer brytningsindexet för den elektrooptiska kristallen att förändras, vilket resulterar i förändringar i den optiska signalens ljusvågegenskaper och moduleringen av fas, amplitud, intensitet och polariseringstillstånd för den optiska signalen.

Bild: Typisk konfiguration av EOM -drivkraften

3. Semiconductor Optical Modulator/Semiconductor Optical Amplifier (SOM/SOA)

Halvledaroptisk förstärkare (SOA) används vanligtvis för optisk signalförstärkning, som har fördelarna med chip, låg kraftförbrukning, stöd för alla band etc. och är ett framtida alternativ till traditionella optiska förstärkare som EDFA (Erbiumdoped fiberförstärkare). En halvledaroptisk modulator (SOM) är samma enhet som en halvledaroptisk förstärkare, men hur den används skiljer sig något från hur den används med en traditionell SOA -förstärkare, och indikatorerna som den fokuserar på när den används som en ljusmodulator skiljer sig något från de som används som en förstärkare. När den används för optisk signalamplifiering tillhandahålls en stabil körström vanligtvis till SOA för att säkerställa att SOA fungerar i det linjära området; När den används för att modulera optiska pulser, matar in kontinuerliga optiska signaler till SOA, använder elektriska pulser för att kontrollera SOA -drivenheten och sedan kontrollera SOA -utgångstillståndet som amplifiering/dämpning. Med hjälp av SOA -amplifierings- och dämpningsegenskaperna har detta moduleringsläge gradvis tillämpats på vissa nya applikationer, såsom optisk fiberavkänning, LIDAR, OCT -medicinsk avbildning och andra fält. Speciellt för vissa scenarier som kräver relativt hög volym-, strömförbrukning och utrotningsgrad.

4. Laserdirektmodulering kan också modulera den optiska signalen genom att direkt kontrollera laserförspänningsströmmen, såsom visas i figuren nedan, erhålls en 3 -nanosekund pulsbredd genom direkt modulering. Det kan ses att det finns en spik i början av pulsen, som åstadkommes av laserbärarens avslappning. Om du vill få en puls på cirka 100 picosekunder kan du använda denna spik. Men vanligtvis vill vi inte ha denna spik.

Summera

AOM är lämplig för optisk effekt i några watt och har en frekvensskiftfunktion. EOM är snabb, men drivkomplexiteten är hög och utrotningsförhållandet är lågt. SOM (SOA) är den optimala lösningen för GHz -hastighet och högt utrotningsförhållande, med låg effektförbrukning, miniatyrisering och andra funktioner. Direkt laserdioder är den billigaste lösningen, men var medveten om förändringar i spektrala egenskaper. Varje moduleringsschema har sina egna fördelar och nackdelar, och det är viktigt att exakt förstå applikationskraven när du väljer ett schema och känner till fördelar och nackdelar med varje schema och välja det lämpliga schemat. Till exempel, i distribuerad fiberavkänning, är den traditionella AOM den viktigaste, men i vissa nya systemkonstruktioner växer användningen av SOA-scheman snabbt, i vissa vindlidar-traditionella scheman använder AOM tvåstegs, den nya schemdesignen för att minska kostnaden, minska storleken och förbättra utrotningsförhållandet, SOA-schemat används. I kommunikationssystemet antar låghastighetssystemet vanligtvis det direkta moduleringsschemat, och systemet med hög hastighet använder vanligtvis det elektrooptiska moduleringsschemat.