Dörd ümumi modulyatora ümumi baxış

Dörd ümumi modulyatora ümumi baxış

Bu məqalədə lif lazer sistemlərində ən çox istifadə edilən dörd modulyasiya metodu (nanosaniyəli və ya subnanosaniyəli zaman domenində lazer amplitudasının dəyişdirilməsi) təqdim olunur. Bunlara AOM (akusto-optik modulyasiya), EOM (elektro-optik modulyasiya), SOM/ daxildir.SOA(yarımkeçirici işığın gücləndirilməsi, həmçinin yarımkeçirici modulyasiyası kimi də tanınır) vəbirbaşa lazer modulyasiyasıOnların arasında AOM,EOMSOM xarici modulyasiyaya və ya dolayı modulyasiyaya aiddir.

1. Akusto-optik Modulyator (AOM)

Akusto-optik modulyasiya, məlumatı optik daşıyıcıya yükləmək üçün akusto-optik effektdən istifadə edən fiziki bir prosesdir. Modulyasiya zamanı elektrik siqnalı (amplituda modulyasiyası) əvvəlcə elektrik siqnalını ultrasəs sahəsinə çevirən elektro-akustik çeviriciyə tətbiq olunur. İşıq dalğası akusto-optik mühitdən keçdikdə, optik daşıyıcı modulyasiya olunur və akusto-optik təsir səbəbindən məlumat daşıyan intensivlik modulyasiya edilmiş dalğaya çevrilir.

2. Elektro-optik Modulyator(EOM)

Elektro-optik modulyator, litium niobat kristalları (LiNb03), GaAs kristalları (GaAs) və litium tantalat kristalları (LiTa03) kimi müəyyən elektro-optik kristalların elektro-optik təsirlərindən istifadə edən bir modulyatordur. Elektro-optik təsir, elektro-optik kristala gərginlik tətbiq edildikdə, elektro-optik kristalın sındırma əmsalının dəyişməsi və kristalın işıq dalğası xüsusiyyətlərində dəyişikliklərə səbəb olması və optik siqnalın faza, amplituda, intensivlik və polyarizasiya vəziyyətinin modulyasiyasıdır.

Şəkil: EOM sürücü dövrəsinin tipik konfiqurasiyası

3. Yarımkeçirici Optik Modulyator/Yarımkeçirici optik gücləndirici (SOM/SOA)

Yarımkeçirici optik gücləndirici (SOA) adətən optik siqnal gücləndirilməsi üçün istifadə olunur, bu da çip, aşağı enerji istehlakı, bütün diapazonlar üçün dəstək və s. kimi üstünlüklərə malikdir və EDFA (...) kimi ənənəvi optik gücləndiricilərə gələcək alternativdir.Erbiumla zənginləşdirilmiş lif gücləndiricisi). Yarımkeçirici optik modulyator (SOM) yarımkeçirici optik gücləndirici ilə eyni cihazdır, lakin istifadə üsulu ənənəvi SOA gücləndiricisi ilə istifadə üsulundan bir qədər fərqlidir və işıq modulyatoru kimi istifadə edildikdə diqqət yetirdiyi göstəricilər gücləndirici kimi istifadə edilən göstəricilərdən bir qədər fərqlidir. Optik siqnal gücləndirilməsi üçün istifadə edildikdə, SOA-nın xətti bölgədə işləməsini təmin etmək üçün adətən SOA-ya sabit bir hərəkət cərəyanı verilir; Optik impulsları modulyasiya etmək üçün istifadə edildikdə, SOA-ya davamlı optik siqnallar daxil edir, SOA sürücü cərəyanını idarə etmək üçün elektrik impulslarından istifadə edir və sonra SOA çıxış vəziyyətini gücləndirmə/zəifləmə kimi idarə edir. SOA gücləndirmə və zəifləmə xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, bu modulyasiya rejimi tədricən optik lif sensoru, LiDAR, OCT tibbi görüntüləmə və digər sahələr kimi bəzi yeni tətbiqlərə tətbiq edilmişdir. Xüsusilə nisbətən yüksək həcm, enerji istehlakı və sönmə nisbəti tələb edən bəzi ssenarilər üçün.

4. Lazerlə birbaşa modulyasiya, aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, lazer qərəzli cərəyanı birbaşa idarə etməklə optik siqnalı da modulyasiya edə bilər, birbaşa modulyasiya yolu ilə 3 nanosaniyəlik impuls genişliyi əldə edilir. İmpulsun əvvəlində lazer daşıyıcısının relaksasiyası ilə yaranan bir sıçrayışın olduğunu görmək olar. Təxminən 100 pikosaniyəlik impuls əldə etmək istəyirsinizsə, bu sıçrayışdan istifadə edə bilərsiniz. Amma adətən bu sıçrayışın olmasını istəmirik.

Xülasə

AOM bir neçə vattlıq optik güc çıxışı üçün uyğundur və tezlik dəyişmə funksiyasına malikdir. EOM sürətlidir, lakin sürücünün mürəkkəbliyi yüksəkdir və sönmə nisbəti aşağıdır. SOM (SOA) aşağı enerji istehlakı, miniatürləşmə və digər xüsusiyyətlərə malik GHz sürəti və yüksək sönmə nisbəti üçün optimal həlldir. Birbaşa lazer diodları ən ucuz həlldir, lakin spektral xüsusiyyətlərdəki dəyişikliklərdən xəbərdar olun. Hər modulyasiya sxeminin öz üstünlükləri və çatışmazlıqları var və sxem seçərkən tətbiq tələblərini dəqiq başa düşmək, hər sxemin üstünlükləri və çatışmazlıqları ilə tanış olmaq və ən uyğun sxemi seçmək vacibdir. Məsələn, paylanmış lif sensorunda ənənəvi AOM əsasdır, lakin bəzi yeni sistem dizaynlarında SOA sxemlərinin istifadəsi sürətlə artır, bəzi külək liDAR ənənəvi sxemlərində iki mərhələli AOM istifadə olunur, yeni sxem dizaynında xərcləri azaltmaq, ölçüsü azaltmaq və sönmə nisbətini yaxşılaşdırmaq üçün SOA sxemi qəbul edilir. Rabitə sistemində aşağı sürətli sistem adətən birbaşa modulyasiya sxemini, yüksək sürətli sistem isə adətən elektro-optik modulyasiya sxemini istifadə edir.