Overzicht van vier gemeenschappelijke modulatoren

Overzicht van vier gemeenschappelijke modulatoren

Dit artikel introduceert vier modulatiemethoden (de laseramplitude wijzigen in het nanoseconde of subnanoseconde tijddomein) die meestal worden gebruikt in vezellasersystemen. Deze omvatten AOM (akoesto-optische modulatie), EOM (elektro-optische modulatie), SOM/Soa(halfgeleiderlichtversterking, ook bekend als halfgeleidermodulatie), enDirecte lasermodulatie. Onder hen, aom,Eom, SOM behoren tot externe modulatie of indirecte modulatie.

1. Acousto-optische modulator (AOM)

Acousto-optische modulatie is een fysiek proces dat akoesto-optisch effect gebruikt om informatie op de optische drager te laden. Bij het moduleren wordt het elektrische signaal (amplitudemodulatie) eerst toegepast op de elektro-akoestische transducer, die het elektrische signaal omzet in het ultrasoon veld. Wanneer de lichtgolf door het akoestische optische medium gaat, wordt de optische drager gemoduleerd en wordt een intensiteitsmoduleerde golfafvoerinformatie vanwege de akoestische optische werking

2. Elektro-optische modulator(EOM)

Een elektro-optische modulator is een modulator die de elektro-optische effecten van bepaalde elektro-optische kristallen gebruikt, zoals lithium niobaatkristallen (LINB03), GaAs-kristallen (GaAs) en lithiumtantalaatkristallen (LITA03). Het elektro-optische effect is dat wanneer de spanning wordt toegepast op het elektro-optische kristal, de brekingsindex van het elektro-optische kristal zal veranderen, wat resulteert in veranderingen in de lichtgolfkarakteristieken van het kristal en de modulatie van de fase, amplitude, intensiteit en polarisatietoestand van het optische signaal wordt gerealiseerd.

Afbeelding: Typische configuratie van EOM Driver Circuit

3. Semiconductor Optische modulator/halfgeleider Optische versterker (SOM/SOA)

Semiconductor optische versterker (SOA) wordt meestal gebruikt voor optische signaalversterking, die de voordelen van chip, laag stroomverbruik, ondersteuning voor alle banden, enz. Heeft, en is een toekomstig alternatief voor traditionele optische versterkers zoals EDFA (Erbium-gedoteerde vezelversterker). Een optische modulator van een halfgeleider (SOM) is hetzelfde apparaat als een optische versterker van halfgeleider, maar de manier waarop deze wordt gebruikt, is enigszins anders dan de manier waarop het wordt gebruikt met een traditionele SOA -versterker, en de indicatoren waarop het zich richt wanneer deze wordt gebruikt als een lichtmodulator is iets anders dan die welke worden gebruikt als een amplifier. Bij gebruik voor optische signaalversterking wordt een stabiele rijstroom meestal aan de SOA verstrekt om ervoor te zorgen dat de SOA in de lineaire regio werkt; Wanneer het wordt gebruikt om optische pulsen te moduleren, gebruikt het continue optische signalen naar de SOA, gebruikt het elektrische pulsen om de SOA -aandrijfstroom te regelen en vervolgens de SOA -uitgangsstatus te regelen als versterking/verzwakking. Met behulp van de SOA -versterking en verzwakkingskenmerken is deze modulatiemodus geleidelijk toegepast op sommige nieuwe toepassingen, zoals optische vezeldetectie, LIDAR, OCT Medical Imaging en andere velden. Vooral voor sommige scenario's die een relatief hoog volume, stroomverbruik en extinctie -verhouding vereisen.

4. Laser directe modulatie kan ook het optische signaal moduleren door de laserbiasstroom direct te regelen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, wordt een 3 nanoseconde pulsbreedte verkregen door directe modulatie. Het is te zien dat er een piek is aan het begin van de puls, die wordt veroorzaakt door de ontspanning van de laserdrager. Als u een pols van ongeveer 100 picoseconden wilt krijgen, kunt u deze piek gebruiken. Maar meestal willen we deze piek niet hebben.

Samenvatten

AOM is geschikt voor een optisch vermogen in een paar watt en heeft een frequentieverschuivingsfunctie. EOM is snel, maar de aandrijfcomplexiteit is hoog en de extinctie -verhouding is laag. SOM (SOA) is de optimale oplossing voor GHz -snelheid en hoge uitstervenverhouding, met een laag stroomverbruik, miniaturisatie en andere kenmerken. Directe laserdioden zijn de goedkoopste oplossing, maar let op veranderingen in spectrale kenmerken. Elk modulatieschema heeft zijn eigen voor- en nadelen, en het is belangrijk om de toepassingsvereisten nauwkeurig te begrijpen bij het kiezen van een schema en bekend zijn met de voor- en nadelen van elk schema, en het meest geschikte schema te kiezen. In gedistribueerde vezeldetectie is de traditionele AOM bijvoorbeeld de belangrijkste, maar in sommige nieuwe systeemontwerpen groeit het gebruik van SOA-schema's snel, in sommige wind-lidar-traditionele schema's gebruiken traditionele schema's tweetraps AOM, het nieuwe schema-ontwerp om de kosten te verminderen, de grootte te verminderen en de uitstervende verhouding te verbeteren, het SOA-schema wordt aangenomen. In het communicatiesysteem neemt het lage snelheidssysteem meestal het directe modulatieschema aan en gebruikt het hoge snelheidssysteem meestal het elektro-optische modulatieschema.