Краткое введение в технологию лазерной модуляции

Краткое введение в лазермодулятортехнология
Лазер — это высокочастотная электромагнитная волна, которая благодаря своей хорошей когерентности, подобно традиционным электромагнитным волнам (таким, как используемые в радио и телевидении), может использоваться в качестве несущей волны для передачи информации. Процесс загрузки информации в лазер называется модуляцией, а устройство, которое выполняет этот процесс, называется модулятором. В этом процессе лазер выступает в качестве носителя, а низкочастотный сигнал, передающий информацию, называется модулированным сигналом.
Модуляция лазера обычно делится на внутреннюю модуляцию и внешнюю модуляцию двумя способами. Внутренняя модуляция: относится к модуляции в процессе лазерной генерации, то есть путем модуляции сигнала для изменения параметров генерации лазера, тем самым влияя на выходные характеристики лазера. Существует два способа внутренней модуляции: 1. Непосредственно управлять источником питания накачки лазера для регулировки интенсивности выходного излучения лазера. Используя сигнал для управления источником питания лазера, выходная мощность лазера может контролироваться сигналом. 2. Элементы модуляции помещаются в резонатор, и физические характеристики этих элементов модуляции контролируются сигналом, а затем параметры резонатора изменяются для достижения модуляции выходного излучения лазера. Преимущество внутренней модуляции заключается в том, что эффективность модуляции высока, но недостатком является то, что, поскольку модулятор расположен в полости, он увеличит потери в полости, уменьшит выходную мощность, а полоса пропускания модулятора также будет ограничена полосой пропускания резонатора. Внешняя модуляция: означает, что после формирования лазера модулятор помещается на оптический путь вне лазера, и физические характеристики модулятора изменяются с модулированным сигналом, и когда лазер проходит через модулятор, определенный параметр световой волны будет модулироваться. Преимущества внешней модуляции в том, что выходная мощность лазера не затрагивается, а полоса пропускания контроллера не ограничивается полосой пропускания резонатора. Недостатком является низкая эффективность модуляции.
Лазерную модуляцию можно разделить на амплитудную модуляцию, частотную модуляцию, фазовую модуляцию и модуляцию интенсивности в соответствии с ее модуляционными свойствами. 1. Амплитудная модуляция: амплитудная модуляция - это колебание, при котором амплитуда несущей изменяется в соответствии с законом модулированного сигнала. 2. Частотная модуляция: модулировать сигнал для изменения частоты лазерных колебаний. 3. Фазовая модуляция: модулировать сигнал для изменения фазы лазерных колебаний.

Электрооптический модулятор интенсивности
Принцип электрооптической модуляции интенсивности заключается в реализации модуляции интенсивности по принципу интерференции поляризованного света с использованием электрооптического эффекта кристалла. Электрооптический эффект кристалла относится к явлению, при котором показатель преломления кристалла изменяется под действием внешнего электрического поля, что приводит к разности фаз между светом, проходящим через кристалл в разных направлениях поляризации, так что состояние поляризации света изменяется.

Электрооптический фазовый модулятор
Принцип электрооптической фазовой модуляции: фазовый угол лазерной генерации изменяется по правилу модулирующего сигнала.

Помимо вышеупомянутых электрооптической модуляции интенсивности и электрооптической фазовой модуляции, существует множество видов лазерных модуляторов, таких как поперечный электрооптический модулятор, электрооптический модулятор бегущей волны, электрооптический модулятор Керра, акустооптический модулятор, магнитооптический модулятор, интерференционный модулятор и пространственный модулятор света.