Kratek uvod v tehnologijo laserskega modulatorja

Kratek uvod v lasermodulatortehnologija
Laser je visokofrekvenčni elektromagnetni val, ki zaradi svoje dobre koherence, podobno kot tradicionalni elektromagnetni valovi (kot se uporabljajo v radiu in televiziji), deluje kot nosilni val za prenos informacij. Postopek nalaganja informacij na laser se imenuje modulacija, naprava, ki izvaja ta postopek, pa se imenuje modulator. V tem postopku laser deluje kot nosilec, medtem ko se nizkofrekvenčni signal, ki prenaša informacije, imenuje modulirani signal.
Laserska modulacija se običajno deli na notranjo modulacijo in zunanjo modulacijo na dva načina. Notranja modulacija: nanaša se na modulacijo v procesu laserskega nihanja, to je z modulacijo signala za spreminjanje parametrov nihanja laserja, s čimer vpliva na izhodne značilnosti laserja. Obstajata dva načina notranje modulacije: 1. Neposredno krmiljenje črpalne moči laserja za prilagajanje intenzivnosti laserskega izhoda. Z uporabo signala za krmiljenje laserske moči lahko signal krmili moč laserskega izhoda. 2. Modulacijski elementi so nameščeni v resonatorju, fizikalne lastnosti teh modulacijskih elementov pa se krmilijo s signalom, nato pa se parametri resonatorja spremenijo, da se doseže modulacija laserskega izhoda. Prednost notranje modulacije je visoka učinkovitost modulacije, slabost pa je, da se modulator, ki se nahaja v votlini, poveča zaradi izgube v votlini, zmanjša izhodna moč, pasovna širina modulatorja pa je omejena tudi s prepustnim pasom resonatorja. Zunanja modulacija: pomeni, da se po nastanku laserja modulator postavi na optično pot zunaj laserja, fizikalne lastnosti modulatorja pa se spremenijo z moduliranim signalom. Ko laser prehaja skozi modulator, se modulira določen parameter svetlobnega vala. Prednosti zunanje modulacije so, da izhodna moč laserja ni prizadeta in pasovna širina krmilnika ni omejena s prepustnim pasom resonatorja. Slabost je nizka učinkovitost modulacije.
Lasersko modulacijo lahko glede na njene modulacijske lastnosti razdelimo na amplitudno modulacijo, frekvenčno modulacijo, fazno modulacijo in modulacijo intenzitete. 1. amplitudna modulacija: amplitudna modulacija je nihanje, pri katerem se amplituda nosilca spreminja v skladu z zakonom moduliranega signala. 2. frekvenčna modulacija: modulacija signala za spreminjanje frekvence laserskega nihanja. 3. fazna modulacija: modulacija signala za spreminjanje faze laserskega nihanja.

Elektrooptični modulator intenzivnosti
Načelo elektrooptične modulacije intenzivnosti je uresničitev modulacije intenzivnosti v skladu z interferenčnim načelom polarizirane svetlobe z uporabo elektrooptičnega učinka kristala. Elektrooptični učinek kristala se nanaša na pojav, pri katerem se lomni količnik kristala spreminja pod vplivom zunanjega električnega polja, kar povzroči fazno razliko med svetlobo, ki prehaja skozi kristal v različnih smereh polarizacije, tako da se spremeni stanje polarizacije svetlobe.

Elektrooptični fazni modulator
Načelo elektrooptične fazne modulacije: fazni kot laserskega nihanja se spreminja po pravilu modulacije signala.

Poleg zgoraj omenjene elektrooptične modulacije intenzivnosti in elektrooptične fazne modulacije obstaja še veliko drugih vrst laserskih modulatorjev, kot so transverzalni elektrooptični modulator, elektrooptični modulator potujočega vala, Kerrov elektrooptični modulator, akustično-optični modulator, magnetooptični modulator, interferenčni modulator in prostorski modulator svetlobe.