Обзор четырех общих модуляторов

Обзор четырех общих модуляторов

В этой статье вводится четыре метода модуляции (изменение амплитуды лазерного в наносекундной или субнаносекундной временной области), которые чаще всего используются в лазерных системах волокна. К ним относятся AOM (акусто-оптическая модуляция), EOM (электрооптическая модуляция), SOM/SOA(Полупроводниковая амплификация света, также известная как полупроводниковая модуляция), иПрямая лазерная модуляцияПолем Среди них, AOM,EOMSOM принадлежат к внешней модуляции или косвенной модуляции.

1. Акусто-оптический модулятор (AOM)

Акусто-оптическая модуляция-это физический процесс, который использует акусто-оптический эффект для загрузки информации на оптический носитель. При модулировании электрический сигнал (амплитудная модуляция) сначала применяется к электроакустическому преобразователю, который преобразует электрический сигнал в ультразвуковое поле. Когда световая волна проходит через акусто-оптическую среду, оптический носитель модулируется и становится модулированной интенсивностью, несущей информацию из-за акусто-оптического действия

2. Электрооптический модулятор(EOM)

Электрооптический модулятор-это модулятор, который использует электрооптические эффекты определенных электрооптических кристаллов, таких как кристаллы нитиия ниобата (LINB03), кристаллы GAAS (GAAS) и кристаллы лития танталата (LITA03). Электрооптический эффект состоит в том, что когда напряжение применяется к электрооптическому кристаллу, изменяется показатель преломления электрооптического кристалла, что приведет к изменениям в характеристиках световой волны кристалла и реализуется модуляция фазы, амплитуды, интенсивности и состояния поляризации оптического сигнала.

Рисунок: Типичная конфигурация схемы драйвера EOM

3. Полупроводник оптический модулятор/полупроводник оптический усилитель (SOM/SOA)

Полупроводник оптический усилитель (SOA) обычно используется для усиления оптического сигнала, который имеет преимущества чипа, низкого энергопотребления, поддержки всех полос и т. Д., И является будущей альтернативой традиционным оптическим усилителям, таким как EDFA (EDFA (EDFA (EDFA (EDFA (EDFA (EDFA (EDFA (EDFA.Эрбий-легированный усилитель волокна) Полупроводник оптический модулятор (SOM) - это то же устройство, что и полупроводник оптический усилитель, но то, как он используется, немного отличается от того, как он используется с традиционным усилителем SOA, и индикаторы, на которых он фокусируется, когда он используется в качестве светового модулятора, немного отличается от тех, которые используются в качестве усилителя. При использовании для усиления оптического сигнала в SOA обычно предоставляется стабильный водительский ток, чтобы гарантировать, что SOA работает в линейной области; Когда он используется для модуляции оптических импульсов, он вводит непрерывные оптические сигналы в SOA, использует электрические импульсы для управления током привода SOA, а затем управлять выходным состоянием SOA в качестве усиления/ослабления. Используя характеристики амплификации и ослабления SOA, этот режим модуляции постепенно применялся к некоторым новым приложениям, таким как оптическое восприятие волокна, лидар, медицинская визуализация OCT и другие поля. Особенно для некоторых сценариев, которые требуют относительно большого объема, энергопотребления и коэффициента вымирания.

4. Прямая модуляция лазера также может модулировать оптический сигнал, непосредственно контролируя ток смещения лазера, как показано на рисунке ниже, ширина 3 наносекундного импульса получается посредством прямой модуляции. Можно видеть, что в начале пульса есть всплеск, который вызван расслаблением лазерного носителя. Если вы хотите получить пульс около 100 пикосекунд, вы можете использовать этот всплеск. Но обычно мы не хотим иметь этот всплеск.

Суммировать

AOM подходит для оптической мощности в несколько ватт и имеет функцию сдвига частоты. EOM быстра, но сложность привода высока, а коэффициент вымирания низкий. SOM (SOA) является оптимальным решением для скорости ГГц и высокого коэффициента вымирания, с низким энергопотреблением, миниатюризацией и другими функциями. Прямые лазерные диоды являются самым дешевым решением, но имейте в виду изменения спектральных характеристик. Каждая схема модуляции имеет свои собственные преимущества и недостатки, и важно точно понять требования применения при выборе схемы, и быть знакомым с преимуществами и недостатками каждой схемы, и выбирать наиболее подходящую схему. Например, при распределенном восприятии волокна традиционный AOM является основным, но в некоторых новых проектах системы использование SOA схемы быстро растет, в некоторых традиционных схемах ветряных лидаров используются двухэтапные AOM, новая схема, чтобы снизить стоимость, уменьшить размер и улучшить коэффициент вымирания, схема SOA. В системе связи система низкой скорости обычно принимает схему прямой модуляции, а высокоскоростная система обычно использует схему электрооптической модуляции.