Kaj je optični modulator?

Kaj je optični modulator?

Optični modulatorse pogosto uporabljajo za manipulacijo lastnosti svetlobnih žarkov, kot so laserski žarki. Naprava lahko manipulira z lastnostmi žarka, kot sta optična moč ali faza. Modulator glede na naravo moduliranega žarka se imenujemodulator intenzivnosti, fazni modulator, polarizacijski modulator, prostorski optični modulator itd. Različne vrste modulatorjev je mogoče uporabiti v različnih aplikacijah, kot so komunikacije z optičnimi vlakni, prikazovalne naprave, laserji s preklopom Q ali laserji z zaklenjenim načinom in optične meritve.

Vrsta optičnega modulatorja

Obstaja več vrst modulatorjev:

1. Akustično-optični modulator je modulator, ki temelji na akustično-optičnem učinku. Uporabljajo se za preklapljanje ali zvezno prilagajanje amplitude laserskega žarka, spreminjanje frekvence svetlobe ali spreminjanje smeri prostora.

2. Theelektrooptični modulatoruporablja elektrooptični učinek v mehurčasti Kerrsovi škatli. Lahko modulirajo stanje polarizacije, fazo ali moč žarka ali pa se uporabljajo za ekstrakcijo impulza, kot je omenjeno v razdelku o ojačevalnikih ultrakratkih impulzov.

3. Električni absorpcijski modulator je jakostni modulator, ki se uporablja na podatkovnem oddajniku v komunikaciji po optičnih vlaknih.

(4) Interferenčni modulatorji, kot so Mach-Zehnderjevi modulatorji, se običajno uporabljajo v fotonskih integriranih vezjih za optični prenos podatkov.

5. Modulatorji z optičnimi vlakni lahko temeljijo na različnih načelih. Lahko je prava naprava z optičnimi vlakni ali pa je lahko komponenta telesa, ki vsebuje vlaknene vezice.

6. Modulator s tekočimi kristali je primeren za uporabo na opremi za optično prikazovanje ali oblikovalcu impulzov. Uporabljajo se lahko tudi kot modulatorji prostorske svetlobe, kar pomeni, da se prenos spreminja s prostorom, kar se lahko uporablja v prikazovalnih napravah.

7. Modulacijski disk lahko občasno spremeni moč žarka, ki se uporablja pri nekaterih posebnih optičnih meritvah (kot je uporaba zaklenjenih ojačevalnikov).

8. Mikromehanski modulatorji (mikromehanski sistemi, MEMS), kot so svetlobni ventili na osnovi silicija in dvodimenzionalni zrcalni nizi, so še posebej pomembni pri projekcijskih zaslonih.

9. Optični modulatorji v velikem obsegu, kot so elektro-optični modulatorji, lahko uporabljajo veliko površino žarka in se lahko uporabljajo tudi v situacijah z visoko močjo. Fiber sklopljene modulatorje, običajno valovodne modulatorje z optičnimi vlakni, je enostavno vključiti v optične sisteme.

‌

Uporaba optičnega modulatorja

‌ Optični modulatorji imajo široko paleto aplikacij na številnih področjih. Sledijo glavna področja uporabe optičnih modulatorjev in njihove specifične uporabe:

1. Optična komunikacija: V optičnih komunikacijskih sistemih se optični modulatorji uporabljajo za modulacijo amplitude, frekvence in faze optičnih signalov za prenos informacij. Običajno se uporablja v ključnih korakih, kot so fotoelektrična pretvorba, modulacija optičnega signala in demodulacija ‌. Elektrooptični modulatorji so še posebej pomembni v hitrih optičnih komunikacijskih sistemih, ki se uporabljajo za pretvorbo elektronskih signalov v optične signale in realizacijo kodiranja in prenosa podatkov. Z modulacijo jakosti ali faze optičnega signala je mogoče uresničiti funkcije preklapljanja svetlobe, nadzora stopnje modulacije in modulacije signala ‌

2. Optično zaznavanje: optični modulator lahko izvaja meritve in spremljanje okolja z modulacijo značilnosti optičnega signala. Na primer, z modulacijo faze ali amplitude svetlobe je mogoče izdelati žiroskope z optičnimi vlakni, senzorje tlaka iz optičnih vlaken itd.

3. Optično shranjevanje in obdelava: Optični modulatorji se uporabljajo za aplikacije za optično shranjevanje in optično obdelavo. V optičnem pomnilniku se lahko optični modulatorji uporabljajo za pisanje in branje informacij v in iz optičnih medijev. Pri optični obdelavi se lahko optični modulator uporablja za oblikovanje, filtriranje, modulacijo in demodulacijo optičnih signalov ‌

4. Optično slikanje: optični modulatorji se lahko uporabljajo za modulacijo faze in amplitude svetlobnega žarka, s čimer se spremenijo značilnosti slike pri optičnem slikanju. Na primer, modulator svetlobnega polja lahko izvaja dvodimenzionalno fazno modulacijo za spreminjanje goriščne razdalje in globine ostrenja žarka ‌

5. Optični nadzor hrupa: Optični modulator lahko nadzoruje jakost in frekvenco svetlobe ter tako zmanjša ali zatre optični šum v optičnem sistemu. Uporablja se lahko v optičnih ojačevalnikih, laserjih in prenosnih sistemih z optičnimi vlakni za izboljšanje razmerja med signalom in šumom ter zmogljivosti sistema ‌

6. Druge aplikacije: elektrooptični modulatorji se uporabljajo tudi v spektralni analizi, radarskih sistemih, medicinski diagnostiki in na drugih področjih. V spektroskopiji se lahko elektrooptični modulator uporablja kot komponenta optičnega spektralnega analizatorja za spektralno analizo in merjenje. V radarskem sistemu se za modulacijo in demodulacijo signala uporablja elektrooptični modulator. V medicinski diagnostiki se elektrooptični modulatorji uporabljajo pri optičnem slikanju in terapiji ‌.