IQ-modulaattorisarja: Mikä on optinen modulaattori?

Mikä on optinen modulaattori?

Optinen modulaattorikäytetään usein valonsäteiden, kuten lasersäteiden, ominaisuuksien manipulointiin. Laite voi manipuloida säteen ominaisuuksia, kuten optista tehoa tai vaihetta. Moduloidun säteen luonteen mukaista modulaattoria kutsutaanintensiteettimodulaattori, vaihemodulaattori, polarisaatiomodulaattori, spatiaalinen optinen modulaattori jne. Erilaisia ​​modulaattoreita voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa, kuten kuituoptisessa tietoliikenteessä, näyttölaitteissa, Q-kytkentäisissä tai moodilukituissa lasereissa ja optisissa mittauksissa.

Optisen modulaattorin tyyppi

Modulaattoreita on useita erityyppisiä:

1. Akusto-optinen modulaattori on akustis-optiseen ilmiöön perustuva modulaattori. Sitä käytetään lasersäteen amplitudin vaihtamiseen tai jatkuvaan säätämiseen, valon taajuuden muuttamiseen tai tilan suunnan muuttamiseen.

2. Thesähköoptinen modulaattorihyödyntää Kerrsin kuplan sähköoptista ilmiötä. Ne voivat moduloida polarisaatiotilaa, vaihetta tai säteen tehoa, tai niitä voidaan käyttää pulssien erottamiseen, kuten ultralyhyiden pulssien vahvistimia käsittelevässä osiossa mainittiin.

3. Sähköinen absorptiomodulaattori on intensiteettimodulaattori, jota käytetään tiedonsiirtolähettimessä optisessa kuituviestinnässä.

(4) Interferenssimodulaattoreita, kuten Mach-Zehnder-modulaattoreita, käytetään yleensä fotonisissa integroiduissa piireissä optiseen tiedonsiirtoon.

5. Kuituoptiset modulaattorit voivat perustua useisiin periaatteisiin. Se voi olla todellinen kuituoptinen laite tai se voi olla kuitupiparituksia sisältävä kehon osa.

6. Nestekidemodulaattori soveltuu käytettäväksi optisissa näyttölaitteissa tai pulssinmuokkaimissa. Niitä voidaan käyttää myös spatiaalisina valomodulaattoreina, mikä tarkoittaa, että läpäisykyky vaihtelee tilan mukaan, mikä voidaan käyttää näyttölaitteissa.

7. Modulaatiolevy voi ajoittain muuttaa säteen tehoa, jota käytetään joissakin erityisissä optisissa mittauksissa (kuten lukitusvahvistimissa).

8. Mikromekaaniset modulaattorit (mikromekaaniset järjestelmät, MEMS), kuten piipohjaiset valoventtiilit ja kaksiulotteiset peiliryhmät, ovat erityisen tärkeitä projektionäytöissä.

9. Bulkkimaiset optiset modulaattorit, kuten sähköoptiset modulaattorit, voivat käyttää suurta sädepinta-alaa ja niitä voidaan soveltaa myös suuritehoisissa tilanteissa. Kuitukytkentäiset modulaattorit, yleensä aaltojohtomodulaattorit, joissa on kuitupiparit, on helppo integroida kuituoptisiin järjestelmiin.

‌

Optisen modulaattorin käyttö

Optisilla modulaattoreilla on laaja valikoima sovelluksia monilla aloilla. Seuraavat ovat optisten modulaattoreiden tärkeimmät sovellusalueet ja niiden erityissovellukset:

1. Optinen tiedonsiirto: Optisissa tiedonsiirtojärjestelmissä optisia modulaattoreita käytetään optisten signaalien amplitudin, taajuuden ja vaiheen modulointiin tiedonsiirtoa varten. Niitä käytetään yleisesti keskeisissä vaiheissa, kuten valoelektrisessä muunnoksessa, optisen signaalin moduloinnissa ja demoduloinnissa. Sähköoptiset modulaattorit ovat erityisen tärkeitä nopeissa optisissa tiedonsiirtojärjestelmissä, joita käytetään elektronisten signaalien muuntamiseen optisiksi signaaleiksi ja tiedon koodauksen ja siirron toteuttamiseen. Moduloimalla optisen signaalin voimakkuutta tai vaihetta voidaan toteuttaa valonkytkentä, modulointinopeuden säätö ja signaalin modulointi.

2. Optinen tunnistus: Optinen modulaattori voi toteuttaa ympäristön mittaamisen ja valvonnan moduloimalla optisen signaalin ominaisuuksia. Esimerkiksi valon vaihetta tai amplitudia moduloimalla voidaan toteuttaa kuituoptisia gyroskooppeja, kuituoptisia paineantureita jne.

3. Optinen tallennus ja käsittely: Optisia modulaattoreita käytetään optisen tallennuksen ja optisen käsittelyn sovelluksissa. Optisessa muistissa optisia modulaattoreita voidaan käyttää tiedon kirjoittamiseen ja lukemiseen optiseen mediaan ja sieltä pois. Optisessa käsittelyssä optista modulaattoria voidaan käyttää optisten signaalien muodostamiseen, suodattamiseen, modulointiin ja demodulointiin.

4. Optinen kuvantaminen: optisia modulaattoreita voidaan käyttää valonsäteen vaiheen ja amplitudin modulointiin, mikä muuttaa kuvan ominaisuuksia optisessa kuvantamisessa. Esimerkiksi valokentän modulaattori voi toteuttaa kaksiulotteisen vaihemoduloinnin muuttaakseen säteen polttoväliä ja tarkennussyvyyttä.

5. Optinen kohinanvaimennus: Optinen modulaattori voi säätää valon voimakkuutta ja taajuutta, mikä vähentää tai vaimentaa optista kohinaa optisessa järjestelmässä. Sitä voidaan käyttää optisissa vahvistimissa, lasereissa ja kuituoptisissa siirtojärjestelmissä signaali-kohinasuhteen ja järjestelmän suorituskyvyn parantamiseksi.

6. Muita sovelluksia: sähköoptisia modulaattoreita käytetään myös spektrianalyysissä, tutkajärjestelmissä, lääketieteellisessä diagnostiikassa ja muilla aloilla. Spektroskopiassa sähköoptista modulaattoria voidaan käyttää optisen spektrianalysaattorin osana spektrianalyysiä ja -mittauksia varten. Tutkajärjestelmissä sähköoptista modulaattoria käytetään signaalin modulointiin ja demodulointiin. Lääketieteellisessä diagnostiikassa sähköoptisia modulaattoreita käytetään optisessa kuvantamisessa ja terapiassa.