Dörd ümumi modulyatorun icmalı

Dörd ümumi modulyatorun icmalı

Bu məqalədə fiber lazer sistemlərində ən çox istifadə olunan dörd modulyasiya metodu (nanosaniyə və ya subnanosaniyə zaman domenində lazer amplitüdünün dəyişdirilməsi) təqdim olunur. Bunlara AOM (akusto-optik modulyasiya), EOM (elektro-optik modulyasiya), SOM/ daxildir.SOA(yarımkeçirici işığın gücləndirilməsi, həmçinin yarımkeçirici modulyasiya kimi tanınır) vəbirbaşa lazer modulyasiyası. Onların arasında AOM,EOM,SOM xarici modulyasiyaya və ya dolayı modulyasiyaya aiddir.

1. Akusto-optik Modulator (AOM)

Akusto-optik modulyasiya məlumatı optik daşıyıcıya yükləmək üçün akusto-optik effektdən istifadə edən fiziki prosesdir. Modulyasiya edərkən, 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 təsirə görə məlumat daşıyan intensivliyi modullaşdırılmış dalğaya çevrilir.

2. Elektro-optik modulator(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 modulyatordur. Elektro-optik effekt ondan ibarətdir ki, elektro-optik kristala gərginlik tətbiq edildikdə, elektro-optik kristalın sındırma göstəricisi dəyişəcək, nəticədə kristalın işıq dalğası xarakteristikaları və fazanın modulyasiyası, optik siqnalın amplitudası, intensivliyi və polarizasiya vəziyyəti həyata keçirilir.

Şəkil: EOM sürücü dövrəsinin tipik konfiqurasiyası

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

Yarımkeçirici optik gücləndirici (SOA) adətən çip, aşağı enerji istehlakı, bütün zolaqlar üçün dəstək və s. üstünlüklərə malik olan və EDFA kimi ənənəvi optik gücləndiricilərə gələcək alternativ olan optik siqnal gücləndirilməsi üçün istifadə olunur.Erbium qatqılı lif gücləndiricisi). Yarımkeçirici optik modulyator (SOM) yarımkeçirici optik gücləndirici ilə eyni cihazdır, lakin onun istifadə üsulu ənənəvi SOA gücləndiricisi ilə istifadə olunduğu üsuldan bir qədər fərqlidir və onun diqqət mərkəzində saxladığı göstəricilər işıq modulatoru gücləndirici kimi istifadə edilənlərdən bir qədər fərqlidir. Optik siqnalın gücləndirilməsi üçün istifadə edildikdə, SOA-nın xətti bölgədə işləməsini təmin etmək üçün adətən SOA-ya sabit hərəkət cərəyanı verilir; Optik impulsları modulyasiya etmək üçün istifadə edildikdə, SOA-ya davamlı optik siqnalları daxil edir, SOA sürücüsünün cərəyanını idarə etmək üçün elektrik impulslarından istifadə edir və sonra gücləndirmə/zəifləmə kimi SOA çıxış vəziyyətini idarə edir. SOA gücləndirmə və zəifləmə xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, bu modulyasiya rejimi tədricən bəzi yeni tətbiqlərə, məsələn, optik lif algılama, LiDAR, OCT tibbi görüntüləmə və digər sahələrə tətbiq edilmişdir. Xüsusilə nisbətən yüksək həcm, enerji istehlakı və sönmə nisbəti tələb edən bəzi ssenarilər üçün.

4. Birbaşa lazer modulyasiyası həmçinin lazerin əyilmə cərəyanını birbaşa idarə edərək optik siqnalı modulyasiya edə bilər, aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, birbaşa modulyasiya vasitəsilə 3 nanosaniyəlik impuls eni əldə edilir. Nəbzin başlanğıcında lazer daşıyıcısının boşalması nəticəsində yaranan bir sünbül olduğu görülə bilər. Təxminən 100 pikosaniyəlik nəbz almaq istəyirsinizsə, bu sünbüldən istifadə edə bilərsiniz. Amma adətən biz bu sünbülün olmasını istəmirik.

Xülasə

AOM bir neçə vattda optik güc çıxışı üçün uyğundur və tezlik dəyişdirmə funksiyasına malikdir. EOM sürətlidir, lakin sürücü mürəkkəbliyi yüksəkdir və sönmə nisbəti aşağıdır. SOM (SOA) aşağı enerji istehlakı, miniatürləşdirmə 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 bir modulyasiya sxeminin öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var və sxem seçərkən tətbiq tələblərini dəqiq başa düşmək və hər bir sxemin üstünlükləri və mənfi cəhətləri ilə tanış olmaq və ən uyğun sxemi seçmək vacibdir. Məsələn, paylanmış lif algılamasında ənənəvi AOM əsasdır, lakin bəzi yeni sistem dizaynlarında SOA sxemlərinin istifadəsi sürətlə artır, bəzi külək liDAR ənənəvi sxemlərində iki mərhələli AOM, yeni sxem dizaynı istifadə olunur. dəyəri azaltmaq, ölçüsünü azaltmaq və tükənmə nisbətini yaxşılaşdırmaq üçün SOA sxemi qəbul edilir. Rabitə sistemində aşağı sürətli sistem adətən birbaşa modulyasiya sxemini, yüksək sürətli sistem isə adətən elektro-optik modulyasiya sxemindən istifadə edir.