02электрооптический модуляториэлектрооптическая модуляцияоптическая частотная гребенка
Электрооптический эффект относится к эффекту изменения показателя преломления материала при приложении электрического поля. Существует два основных вида электрооптического эффекта, один из которых — первичный электрооптический эффект, также известный как эффект Покельса, который относится к линейному изменению показателя преломления материала с приложенным электрическим полем. Другой — вторичный электрооптический эффект, также известный как эффект Керра, при котором изменение показателя преломления материала пропорционально квадрату электрического поля. Большинство электрооптических модуляторов основаны на эффекте Покельса. Используя электрооптический модулятор, мы можем модулировать фазу падающего света, а на основе фазовой модуляции, посредством определенного преобразования, мы также можем модулировать интенсивность или поляризацию света.
Существует несколько различных классических структур, как показано на рисунке 2. (a), (b) и (c) все являются структурами с одним модулятором с простой структурой, но ширина линии генерируемой оптической частотной гребенки ограничена электрооптической полосой пропускания. Если требуется оптическая частотная гребенка с высокой частотой повторения, требуются два или более модулятора в каскаде, как показано на рисунке 2(d)(e). Последний тип структуры, который генерирует оптическую частотную гребенку, называется электрооптическим резонатором, который представляет собой электрооптический модулятор, помещенный в резонатор, или сам резонатор может производить электрооптический эффект, как показано на рисунке 3.
РИС. 2 Несколько экспериментальных устройств для генерации оптических частотных гребенок на основеэлектрооптические модуляторы
ФИГ. 3 Структуры нескольких электрооптических полостей
03 Электрооптическая модуляция оптических частот гребенчатых характеристик
Преимущество первое: настраиваемость
Поскольку источником света является настраиваемый широкоспектральный лазер, а электрооптический модулятор также имеет определенную рабочую полосу частот, оптическая частотная гребенка электрооптической модуляции также является настраиваемой по частоте. В дополнение к настраиваемой частоте, поскольку генерация формы волны модулятора настраивается, частота повторения результирующей оптической частотной гребенки также настраивается. Это преимущество, которого нет у оптических частотных гребенок, создаваемых лазерами с синхронизацией мод и микрорезонаторами.
Преимущество второе: частота повторения
Частота повторения не только гибкая, но и может быть достигнута без изменения экспериментального оборудования. Ширина линии гребня оптической частоты электрооптической модуляции примерно эквивалентна полосе пропускания модуляции, общая полоса пропускания коммерческого электрооптического модулятора составляет 40 ГГц, а частота повторения гребня оптической частоты электрооптической модуляции может превышать полосу пропускания гребня оптической частоты, генерируемую всеми другими методами, за исключением микрорезонатора (который может достигать 100 ГГц).
Преимущество 3: формирование спектра
По сравнению с оптической гребенкой, изготовленной другими способами, форма оптического диска электрооптической модулированной оптической гребенки определяется рядом степеней свободы, таких как радиочастотный сигнал, напряжение смещения, падающая поляризация и т. д., которые можно использовать для управления интенсивностью различных гребенок с целью достижения цели формирования спектра.
04 Применение электрооптического модулятора оптической частотной гребенки
В практическом применении электрооптического модулятора оптической частоты гребенки, ее можно разделить на одинарные и двойные гребенчатые спектры. Интервал между линиями одинарного гребенчатого спектра очень узкий, поэтому может быть достигнута высокая точность. В то же время, по сравнению с оптической частотной гребенкой, создаваемой лазером с синхронизацией мод, устройство электрооптического модулятора оптической частоты гребенки меньше и лучше настраивается. Спектрометр с двойной гребенкой создается путем интерференции двух когерентных одиночных гребенок с немного разными частотами повторения, а разница в частоте повторения является интервалом между линиями нового интерференционного спектра гребенки. Технология оптической частотной гребенки может использоваться в оптической визуализации, дальнометрии, измерении толщины, калибровке приборов, формировании спектра произвольной формы волны, радиочастотной фотонике, удаленной связи, оптической скрытности и так далее.
РИС. 4 Сценарий применения оптической частотной гребенки: на примере измерения профиля высокоскоростной пули
Время публикации: 19 декабря 2023 г.