Het werkingsprincipe van een gangbare intensiteitsmodulator

Het werkingsprincipe van gemeenschappelijkeintensiteitsmodulator

Het werkingsprincipe van intensiteitsmodulatoren varieert afhankelijk van het type. De volgende principes zijn van toepassing op veelvoorkomende intensiteitsmodulatoren:

1. Mach-Zehnder-intensiteitsmodulator (MZM-modulator)
Kernprincipe: Gebaseerd op het interferentie-effect van licht. Het principe vanelektro-optische intensiteitsmodulatieHet doel is om het elektro-optische effect van kristallen te benutten en intensiteitsmodulatie te bereiken op basis van het interferentieprincipe van gepolariseerd licht. Het elektro-optische effect van een kristal verwijst naar het fenomeen waarbij de brekingsindex van het kristal verandert onder invloed van een extern elektrisch veld. Dit veroorzaakt een faseverschil tussen licht dat door het kristal gaat in verschillende polarisatierichtingen, waardoor de polarisatietoestand van het licht verandert.
Werkproces:
Het invallende licht wordt door een straalsplitser in twee paden verdeeld en gaat vervolgens door twee golfgeleiderarmen.
Door een externe spanning aan te leggen op een of beide armen en gebruik te maken van het elektro-optische effect (zoals het lineaire elektro-optische effect van lithiumniobaatkristal) om de brekingsindex van de golfgeleider te veranderen, wordt de fase van de lichtgolf in de armen gewijzigd.
Aan het uiteinde van de uitgang worden twee lichtbundels weer samengevoegd. Door de verschillende faseverschillen kunnen er constructieve of destructieve interferentie-effecten optreden, waardoor de lichtintensiteit verandert met de spanning.
Wanneer het faseverschil tussen de twee armen 0 is, is de lichtintensiteit maximaal (in de "aan"-stand); wanneer het faseverschil π is, is de lichtintensiteit minimaal (in de "uit"-stand), waardoor intensiteitsmodulatie wordt bereikt.

2. Elektro-absorptie-intensiteitsmodulator (EAM)
Kernprincipe: gebruikmaken van het elektroabsorptie-effect van kwantumputmaterialen.
Werkproces:
Het toepassen van een extern elektrisch veld op kwantumput-halfgeleidermaterialen verandert de absorptiecoëfficiënt van het materiaal.
Wanneer licht door een materiaal gaat, verandert de intensiteit ervan als gevolg van veranderingen in de absorptiecoëfficiënt, waardoor lichtintensiteitsmodulatie optreedt.
Het vereist doorgaans een omgekeerde polarisatie, en het elektrische ingangssignaal heeft een exponentiële relatie met de lichtintensiteit aan de uitgang, waardoor het geschikt is voor snelle optische communicatie.

3.akoestisch-optische intensiteitsmodulator
Kernprincipe: Gebaseerd op het akoestisch-optische effect.
Werkproces:
Genereer ultrasone golven in het kristal om een ​​rooster te vormen met periodieke veranderingen in de brekingsindex.
Wanneer licht door een rooster gaat, treedt diffractie op, en de intensiteit van het gediffracteerde licht is gerelateerd aan de intensiteit van de ultrasone golven. Door de intensiteit of frequentie van de ultrasone golven te regelen, kan de intensiteit van het uitgaande licht worden gemoduleerd.

4. Vloeibare kristalintensiteitsmodulator
Kernprincipe: gebruikmaken van de eigenschap van vloeibare kristallen dat hun lichtdoorlatendheid verandert onder invloed van een elektrisch veld.
Werkproces:
Onder invloed van een elektrisch veld verandert de oriëntatierichting van vloeibare kristalmoleculen, wat de lichtdoorlaatbaarheid beïnvloedt.
Door verschillende spanningen toe te passen om de lichtdoorlaatbaarheid van vloeibare kristallen te regelen, wordt de intensiteit van het uitgestraalde licht gemoduleerd. Deze techniek wordt veelvuldig gebruikt in de beeldscherm- en beeldverwerkingsindustrie.
Verschillende typen intensiteitsmodulatoren hebben hun eigen kenmerken wat betreft principes, prestaties en toepassingsscenario's, en het juiste type moet worden gekozen op basis van de specifieke behoeften.