Funktionsprincipen för en gemensam intensitetsmodulator

Funktionsprincipen för vanligaintensitetsmodulator

Principen för intensitetsmodulatorer varierar beroende på typ. Följande är funktionsprinciperna för vanliga intensitetsmodulatorer:

1. Mach-Zehnder-intensitetsmodulator (MZM-modulator)
Kärnprincip: Baserad på ljusets interferenseffekt. Principen förelektrooptisk intensitetsmoduleringär att utnyttja kristallernas elektrooptiska effekt och uppnå intensitetsmodulering baserad på interferensprincipen för polariserat ljus. Den elektrooptiska effekten hos en kristall avser fenomenet där kristallens brytningsindex förändras under inverkan av ett externt elektriskt fält, vilket orsakar en fasskillnad mellan ljus som passerar genom kristallen i olika polarisationsriktningar, och därigenom förändrar ljusets polarisationstillstånd.
Arbetsprocess:
Det inkommande ljuset delas upp i två banor av en stråldelare och passerar genom två respektive vågledararmar.
Att applicera en extern spänning på en eller båda armarna och använda den elektrooptiska effekten (såsom den linjära elektrooptiska effekten av litiumniobatkristall) för att ändra vågledarens brytningsindex och därigenom förändra ljusvågens fas i armarna.
Två ljusstrålar rekombineras vid utgångsänden, och på grund av olika fasskillnader kan interferens, konstruktiva eller destruktiva effekter, uppstå, vilket resulterar i förändringar i utgångsljusintensiteten med spänningen.
När fasskillnaden mellan de två armarna är 0 är den utgående ljusintensiteten maximal (i "på"-tillståndet); när fasskillnaden är π minimeras den utgående ljusintensiteten (i "av"-tillståndet), vilket uppnår intensitetsmodulering.

2. Elektroabsorptionsintensitetsmodulator (EAM)
Kärnprincip: Utnyttjande av elektroabsorptionseffekten hos kvantbrunnsmaterial.
Arbetsprocess:
Att applicera ett externt elektriskt fält på kvantbrunnshalvledarmaterial förändrar materialets absorptionskoefficient.
När ljus passerar genom ett material ändras dess intensitet på grund av förändringar i absorptionskoefficienten, vilket uppnår ljusintensitetsmodulering.
Kräver vanligtvis omvänd förspänning, och den elektriska insignalen har ett exponentiellt förhållande till utgångsljusintensiteten, vilket gör den lämplig för optisk kommunikation med hög hastighet.

3.akustooptisk intensitetsmodulator
Kärnprincip: Baserad på den akustooptiska effekten.
Arbetsprocess:
Generera ultraljudsvågor i kristallen för att bilda ett gitter med periodiska förändringar i brytningsindex.
När ljus passerar genom ett gitter uppstår diffraktion, och intensiteten hos det diffrakterade ljuset är relaterad till intensiteten hos ultraljudsvågorna. Genom att kontrollera intensiteten eller frekvensen hos ultraljudsvågorna kan den utgående ljusintensiteten moduleras.

4. Intensitetsmodulator för flytande kristaller
Kärnprincip: Utnyttjar egenskapen hos flytande kristaller som ändrar dess transmittans under ett elektriskt fält.
Arbetsprocess:
Flytande kristallmolekylers riktning ändras under inverkan av ett elektriskt fält, vilket påverkar ljusets transmittans.
Genom att applicera olika spänningar för att kontrollera transmittansen hos flytande kristaller moduleras den utgående ljusintensiteten, vilket vanligtvis används inom display och bildbehandling.
Olika typer av intensitetsmodulatorer har sina egna egenskaper vad gäller principer, prestanda och tillämpningsscenarier, och lämplig typ bör väljas utifrån specifika behov.