En elektrooptisk modulator (EOM) styr effekten, fasen och polariseringen hos en laserstråle genom att elektroniskt styra signalen.
Det enklasteelektrooptisk modulatorär enfasmodulatorbestående av endast en Pockels-låda, där ett elektriskt fält (applicerat på kristallen av en elektrod) ändrar fasfördröjningen hos laserstrålen efter att den träffat kristallen. Polarisationstillståndet för den infallande strålen behöver vanligtvis vara parallellt med en av kristallens optiska axlar så att strålens polarisationstillstånd inte ändras.
I vissa fall krävs endast mycket liten fasmodulering (periodisk eller aperiodisk). Till exempel används EOM ofta för att styra och stabilisera resonansfrekvensen hos optiska resonatorer. Resonansmodulatorer används vanligtvis i situationer där periodisk modulering krävs, och ett stort modulationsdjup kan erhållas med endast en måttlig drivspänning. Ibland är modulationsdjupet mycket stort, och många sidolober (ljuskamgenerator, ljuskam) produceras i spektrumet.
Polarisationsmodulator
Beroende på den ickelinjära kristallens typ och riktning, såväl som riktningen på det faktiska elektriska fältet, är fasfördröjningen också relaterad till polarisationsriktningen. Därför kan Pockels-lådan se multispänningsstyrda vågplattor, och den kan också användas för att modulera polarisationstillstånd. För linjärt polariserat ingångsljus (vanligtvis i en vinkel på 45° från kristallaxeln) är polarisationen av utgångsstrålen vanligtvis elliptisk, snarare än att den helt enkelt roteras med en vinkel från det ursprungliga linjärt polariserade ljuset.
Amplitudmodulator
I kombination med andra optiska element, särskilt med polarisatorer, kan Pockels-lådor användas för andra typer av modulering. Amplitudmodulatorn i figur 2 använder en Pockels-låda för att ändra polarisationstillståndet och använder sedan en polarisator för att omvandla förändringen i polarisationstillståndet till en förändring i amplituden och effekten hos det transmitterade ljuset.
Några typiska tillämpningar av elektrooptiska modulatorer inkluderar:
Modulering av effekten hos en laserstråle, till exempel för laserutskrift, höghastighets digital dataregistrering eller höghastighetsoptisk kommunikation;
Används i laserfrekvensstabiliseringsmekanismer, till exempel med Pound-Drever-Hall-metoden;
Q-omkopplare i fastämneslasrar (där EOM används för att stänga laserresonatorn före pulserad strålning);
Aktiv lägeslåsning (EOM-moduleringskavitetsförlust eller fas hos tur- och returljus, etc.);
Omkoppling av pulser i pulsväljare, positiva återkopplingsförstärkare och lutande lasrar.
Publiceringstid: 11 oktober 2023