Korte introductie van lasermodulatortechnologie

Korte introductie van lasermodulatortechnologie
Laser is een hoogfrequente elektromagnetische golf. Door zijn goede coherentie fungeert een laser, net als traditionele elektromagnetische golven (zoals gebruikt in radio en televisie), als draaggolf voor informatieoverdracht. Het proces waarbij informatie op de laser wordt geladen, wordt modulatie genoemd. Het apparaat dat dit proces uitvoert, wordt een modulator genoemd. In dit proces fungeert de laser als drager, terwijl het laagfrequente signaal dat de informatie overdraagt, het gemoduleerde signaal wordt genoemd.
Lasermodulatie wordt gewoonlijk onderverdeeld in interne modulatie en externe modulatie op twee manieren. Interne modulatie: verwijst naar de modulatie tijdens laseroscillatie, dat wil zeggen door het signaal te moduleren om de oscillatieparameters van de laser te veranderen en zo de uitgangskarakteristieken van de laser te beïnvloeden. Er zijn twee manieren van interne modulatie: 1. Directe besturing van de pompvoeding van de laser om de intensiteit van de laseruitvoer aan te passen. Door het signaal te gebruiken om de laservoeding te regelen, kan de laseruitvoersterkte worden geregeld door het signaal. 2. De modulatie-elementen worden in de resonator geplaatst en de fysieke kenmerken van deze modulatie-elementen worden geregeld door het signaal, waarna de parameters van de resonator worden gewijzigd om de modulatie van de laseruitvoer te bereiken. Het voordeel van interne modulatie is dat de modulatie-efficiëntie hoog is, maar het nadeel is dat omdat de modulator zich in de holte bevindt, dit het verlies in de holte zal verhogen, het uitgangsvermogen zal verminderen en de bandbreedte van de modulator ook zal worden beperkt door de doorlaatband van de resonator. Externe modulatie: dit houdt in dat na de vorming van de laser de modulator op het optische pad buiten de laser wordt geplaatst. De fysieke eigenschappen van de modulator veranderen met het gemoduleerde signaal. Wanneer de laser door de modulator gaat, wordt een bepaalde parameter van de lichtgolf gemoduleerd. De voordelen van externe modulatie zijn dat het uitgangsvermogen van de laser niet wordt beïnvloed en de bandbreedte van de controller niet wordt beperkt door de doorlaatband van de resonator. Het nadeel is de lage modulatie-efficiëntie.
Lasermodulatie kan worden onderverdeeld in amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, fasemodulatie en intensiteitsmodulatie, afhankelijk van de modulatie-eigenschappen. 1. Amplitudemodulatie: amplitudemodulatie is de oscillatie waarbij de amplitude van de draaggolf verandert met de wet van het gemoduleerde signaal. 2. Frequentiemodulatie: het signaal moduleren om de frequentie van de laseroscillatie te veranderen. 3. Fasemodulatie: het signaal moduleren om de fase van de laseroscillatie te veranderen.

Elektro-optische intensiteitsmodulator
Het principe van elektro-optische intensiteitsmodulatie is het realiseren van intensiteitsmodulatie volgens het interferentieprincipe van gepolariseerd licht door gebruik te maken van het elektro-optische effect van kristal. Het elektro-optische effect van kristal verwijst naar het fenomeen dat de brekingsindex van het kristal verandert onder invloed van een extern elektrisch veld, wat resulteert in een faseverschil tussen het licht dat door het kristal gaat in verschillende polarisatierichtingen, waardoor de polarisatietoestand van het licht verandert.

Elektro-optische fasemodulator
Principe van elektro-optische fasemodulatie: de fasehoek van de laseroscillatie wordt veranderd door de regel van het modulerende signaal.

Naast de bovengenoemde elektro-optische intensiteitsmodulatie en elektro-optische fasemodulatie bestaan ​​er veel soorten lasermodulatoren, zoals de transversale elektro-optische modulator, de elektro-optische lopende-golfmodulator, de Kerr elektro-optische modulator, de akoestisch-optische modulator, de magneto-optische modulator, de interferentiemodulator en de ruimtelijke lichtmodulator.