Oversikt over fire vanlige modulatorer

Oversikt over fire vanlige modulatorer

Denne artikkelen introduserer fire modulasjonsmetoder (endrer laseramplitude i nanosekundet eller subnanosekund tidsdomenet) som ofte brukes i fiberlasersystemer. Disse inkluderer AOM (akusto-optisk modulasjon), EOM (elektrooptisk modulasjon), SOM/SOA(halvleder lysforsterkning også kjent som halvledermodulasjon), ogDirekte lasermodulasjon. Blant dem, AOM,Eom, Noen tilhører ekstern modulasjon, eller indirekte modulasjon.

1. Acousto-Optic Modulator (AOM)

Akousto-optisk modulasjon er en fysisk prosess som bruker akusto-optisk effekt for å laste informasjon på optisk bærer. Ved modulering blir det elektriske signalet (amplitude-modulasjon) først brukt på den elektroakustiske svinger, som konverterer det elektriske signalet til ultralydfelt. Når lysbølgen passerer gjennom det akusto-optiske mediet, blir den optiske bæreren modulert og blir en intensitetsmodulert bølge som bærer informasjon på grunn av den akusto-optiske handlingen

2. Elektrooptisk modulator(EOM)

En elektrooptisk modulator er en modulator som benytter de elektrooptiske effektene av visse elektrooptiske krystaller, så som litiumniobatkrystaller (LINB03), GAAS-krystaller (GAAS) og litiumtantalatkrystaller (LITA03). Den elektrooptiske effekten er at når spenningen påføres den elektrooptiske krystallen, vil brytningsindeksen til den elektrooptiske krystallen endre seg, noe som resulterer i endringer i lysbølgegenskapene til krystallen, og modulasjonen av fasen, amplitude, intensitet og polariseringstilstand er realisert.

Figur: Typisk konfigurasjon av EOM -driverkretsen

3. halvleder optisk modulator/halvleder optisk forsterker (SOM/SOA)

Semiconductor optisk forsterker (SOA) brukes vanligvis til optisk signalforsterkning, som har fordelene med chip, lavt strømforbruk, støtte for alle bånd osv., Og er et fremtidig alternativ til tradisjonelle optiske forsterkere som EDFA (Erbium-dopet fiberforsterker). En halvleder optisk modulator (SOM) er den samme enheten som en halvleder optisk forsterker, men måten den brukes på er litt forskjellig fra måten den brukes med en tradisjonell SOA -forsterker, og indikatorene den fokuserer på når den brukes som en lysmodulator er litt annerledes enn de som brukes som en forsterker. Når den brukes til optisk signalforsterkning, leveres en stabil kjørestrøm vanligvis til SOA for å sikre at SOA fungerer i det lineære området; Når det brukes til å modulere optiske pulser, legger den inn kontinuerlige optiske signaler til SOA, bruker elektriske pulser for å kontrollere SOA -drivstrømmen, og deretter kontrollere SOA -utgangstilstanden som amplifisering/demping. Ved å bruke SOA -forsterknings- og dempningsegenskapene, har denne modulasjonsmodus gradvis blitt brukt på noen nye applikasjoner, for eksempel optisk fiberfølelse, Lidar, OCT medisinsk avbildning og andre felt. Spesielt for noen scenarier som krever relativt høyt volum, strømforbruk og utryddelsesforhold.

4. Laser direkte modulasjon kan også modulere det optiske signalet ved å kontrollere laserforspenningsstrømmen direkte, som vist på figuren nedenfor, oppnås en 3 nanosekund pulsbredde gjennom direkte modulasjon. Det kan sees at det er en pigg i begynnelsen av pulsen, som føres til av avslapningen av laserbæreren. Hvis du vil få en puls på rundt 100 picosekunder, kan du bruke denne piggen. Men vanligvis vil vi ikke ha denne piggen.

Sum opp

AOM er egnet for optisk effektutgang i noen få watt og har en frekvensskiftfunksjon. EOM er rask, men drivkompleksiteten er høy og utryddelsesforholdet er lavt. SOM (SOA) er den optimale løsningen for GHz -hastighet og høyt utryddelsesforhold, med lavt strømforbruk, miniatyrisering og andre funksjoner. Direkte laserdioder er den billigste løsningen, men vær klar over endringer i spektrale egenskaper. Hver modulasjonsskjema har sine egne fordeler og ulemper, og det er viktig å forstå applikasjonskravene nøyaktig når du velger en ordning, og være kjent med fordelene og ulempene ved hver ordning, og velge den mest passende ordningen. For eksempel, i distribuert fiberfølelse, er den tradisjonelle AOM den viktigste, men i noen nye systemdesign vokser bruken av SOA-ordninger raskt, i noen vindlidar-tradisjonelle ordninger bruker to-trinns AOM, den nye ordningsdesignet for å redusere kostnadene, redusere størrelsen og forbedre utryddelsesrensen, SOA-skjema er vedtatt. I kommunikasjonssystemet vedtar lavhastighetssystemet vanligvis direkte modulasjonsskjema, og høyhastighetssystemet bruker vanligvis det elektrooptiske modulasjonsskjemaet.