Краткое введение в технологию лазерных модуляторов

Краткое введение в лазермодулятортехнологии
Лазер — это высокочастотная электромагнитная волна, которая благодаря своей хорошей когерентности, подобно традиционным электромагнитным волнам (например, используемым в радио и телевидении), выступает в качестве несущей волны для передачи информации. Процесс ввода информации в лазер называется модуляцией, а устройство, выполняющее этот процесс, называется модулятором. В этом процессе лазер выступает в качестве несущей, а низкочастотный сигнал, передающий информацию, называется модулированным сигналом.
Модуляция лазера обычно делится на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя модуляция: относится к модуляции в процессе генерации лазерного излучения, то есть к модуляции сигнала для изменения параметров генерации лазера, что, таким образом, влияет на выходные характеристики лазера. Существует два способа внутренней модуляции: 1. Прямое управление мощностью накачки лазера для регулирования интенсивности лазерного излучения. Используя сигнал для управления мощностью лазера, можно регулировать мощность лазерного излучения. 2. Модулирующие элементы размещаются в резонаторе, и физические характеристики этих модулирующих элементов контролируются сигналом, а затем параметры резонатора изменяются для достижения модуляции лазерного излучения. Преимуществом внутренней модуляции является высокая эффективность модуляции, но недостатком является то, что, поскольку модулятор расположен в резонаторе, это увеличивает потери в резонаторе, снижает выходную мощность, а полоса пропускания модулятора также ограничивается полосой пропускания резонатора. Внешняя модуляция: означает, что после формирования лазера модулятор размещается на оптическом пути вне лазера, и физические характеристики модулятора изменяются под воздействием модулированного сигнала, и когда лазер проходит через модулятор, определенный параметр световой волны модулируется. Преимущества внешней модуляции заключаются в том, что выходная мощность лазера не изменяется, а полоса пропускания контроллера не ограничена полосой пропускания резонатора. Недостаток — низкая эффективность модуляции.
В зависимости от свойств модуляции лазерное излучение можно разделить на амплитудную, частотную, фазовую и модуляцию интенсивности. 1. Амплитудная модуляция: амплитудная модуляция — это колебание, при котором амплитуда несущей изменяется в соответствии с законом модуляции сигнала. 2. Частотная модуляция: модуляция сигнала для изменения частоты лазерного излучения. 3. Фазовая модуляция: модуляция сигнала для изменения фазы лазерного излучения.

Электрооптический модулятор интенсивности
Принцип электрооптической модуляции интенсивности заключается в реализации модуляции интенсивности в соответствии с принципом 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, и, следовательно, к изменению состояния поляризации света.

Электрооптический фазовый модулятор
Принцип электрооптической фазовой модуляции: фазовый угол лазерного излучения изменяется в соответствии с законом модуляции сигнала.

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