Katsaus neljään yleiseen modulaattoriin

Katsaus neljään yleiseen modulaattoriin

Tämä artikkeli esittelee neljä modulaatiomenetelmää (muuttamalla laseramplitudia nanosekunnissa tai subnanosekunnissa aika -alueella), joita käytetään yleisimmin kuitulaserjärjestelmissä. Näitä ovat AOM (akusto-optinen modulaatio), EOM (elektro-optinen modulaatio), SOM/SOA(Puolijohdevalon monistus, joka tunnetaan myös nimellä Semiconductor -modulaatio) jasuora lasermodulaatio. Heidän joukossaan, AOM,EOM, SOM kuuluu ulkoiseen modulaatioon tai epäsuoraan modulaatioon.

1. Akuso-optinen modulaattori (AOM)

Akusto-optinen modulaatio on fyysinen prosessi, joka käyttää akuso-optista vaikutusta tietojen lataamiseen optiseen kantajalle. Moduloidessaan sähköinen signaali (amplitudimodulaatio) levitetään ensin sähköakustiseen muuntimeen, joka muuntaa sähköisen signaalin ultraäänikenttään. Kun valoaalto kulkee akuso-optisen väliaineen läpi, optinen kantaja moduloidaan ja siitä tulee intensiteetin moduloitu aaltokantatieto akuso-optisen toiminnan takia

2. Elektro-optinen modulaattori(EOM)

Elektro-optinen modulaattori on modulaattori, joka hyödyntää tiettyjen elektro-optisten kiteiden, kuten litiuminiobaattikiteiden (LINB03), GAAS-kiteiden (GAAS) ja litiuminertalaattikiteitä (Lita03), elektro-optisia vaikutuksia. Sähkö-optinen vaikutus on, että kun jännite levitetään elektro-optiseen kiteeseen, elektro-optisen kiteen taitekerroin muuttuu, mikä johtaa kiteen valon aaltoominaisuuksien muutoksiin ja optisen signaalin amplitudi-, intensiteetti- ja polarisaatiotila modulointi toteutuu.

Kuva: EOM -ohjainpiirin tyypillinen konfiguraatio

3. Puolijohdeoptisen modulaattorin/puolijohdeoptisen vahvistin (SOM/SOA)

Puolijohdeoptista vahvistinta (SOA) käytetään yleensä optiseen signaalin vahvistukseen, jolla on siru, alhainen tehonkulutus, tuki kaikille kaistoille jne. Ja on tuleva vaihtoehto perinteisille optisille vahvistimille, kuten EDFA (Erbium-seostettu kuituvahvistin). Puolijohdeoptinen modulaattori (SOM) on sama laite kuin puolijohdeoptisen vahvistin, mutta tapa, jolla sitä käytetään, eroaa hiukan siitä, miten sitä käytetään perinteisen SOA -vahvistimen kanssa, ja indikaattorit, joihin se keskittyy, kun sitä käytetään valolmodulaattorina, eroavat hiukan kuin vahvistimena. Kun SOA: lle käytetään optiseen signaalin monistumiseen, SOA: lle annetaan yleensä vakaa ajovirta varmistaakseen, että SOA toimii lineaarisella alueella; Kun sitä käytetään optisten pulssien moduloimiseen, se syöttää jatkuvat optiset signaalit SOA: lle, käyttää sähköisiä pulsseja SOA -käyttövirran ohjaamiseen ja hallitsee sitten SOA -lähtötilaa vahvistus/vaimennus. Tätä modulaatiotilaa on käytetty vähitellen joihinkin uusiin sovelluksiin, kuten optisen kuidun tunnistaminen, LIDAR, OCT Medical Imaging ja muut kentät. Erityisesti joihinkin skenaarioihin, jotka vaativat suhteellisen suurta määrää, virrankulutusta ja sukupuuttoa.

4. Laser -suora modulaatio voi myös moduloida optisen signaalin ohjaamalla suoraan laserpoikkeamavirtaa, kuten alla olevassa kuvassa esitetään, 3 nanosekunnin pulssin leveys saadaan suoran modulaation avulla. Voidaan nähdä, että pulssin alussa on piikki, joka saa aikaan laserkantoaa. Jos haluat saada noin 100 pikosekunnin pulssin, voit käyttää tätä piikkiä. Mutta yleensä emme halua saada tätä piikkiä.

Summata

AOM sopii optiseen tehonlähtöön muutamassa watissa ja sillä on taajuussiirtotoiminto. EOM on nopea, mutta aseman monimutkaisuus on korkea ja sukupuutto -suhde on alhainen. SOM (SOA) on optimaalinen ratkaisu GHz: n nopeuteen ja korkeaan sukupuuttoon liittyvään suhteeseen, jolla on alhainen tehonkulutus, miniatyrisointi ja muut ominaisuudet. Suorat laseridiodit ovat halvin ratkaisu, mutta ole tietoinen spektriominaisuuksien muutoksista. Jokaisella modulaatiojärjestelmällä on omat edut ja haitat, ja on tärkeää ymmärtää tarkasti sovellusvaatimukset järjestelmän valinnassa ja tuntea kunkin järjestelmän edut ja haitat ja valita sopivin järjestelmä. Esimerkiksi hajautetussa kuidun tunnistuksessa perinteinen AOM on tärkein, mutta joissakin uusissa järjestelmäsuunnitelmissa SOA-järjestelmien käyttö kasvaa nopeasti, joissakin tuulen liidarissa perinteisissä järjestelmissä käytetään kaksivaiheista AOM: ta, uuden järjestelmän suunnittelua kustannusten vähentämiseksi, koon pienentämiseksi ja sukupuuttoa koskevan suhteen parantamiseksi, SOA-järjestelmä on otettu käyttöön. Viestintäjärjestelmässä alhaisen nopeuden järjestelmä ottaa yleensä käyttöön suoran modulaatiojärjestelmän, ja nopean nopeuden järjestelmä käyttää yleensä elektro-optista modulaatiojärjestelmää.