עיקרון בסיסי של מודולטור אופטי

מודולטור אופטי, משמש לשליטה על עוצמת האור, סיווג של אלקטרו-אופטי, תרמו-אופטי, אקוסטו-אופטי, כל האופטים, תיאוריה בסיסית של אפקט אלקטרו-אופטי.
מודולטור אופטי הוא אחד המכשירים האופטיים המשולבים החשובים ביותר בתקשורת אופטית במהירות גבוהה ובטווח קצר. מודולטור אור, על פי עקרון המודולציה שלו, ניתן לחלק אותו לאלקטרו-אופטי, תרמו-אופטי, אקוסטו-אופטי, כל-אופטי וכו'. הם מבוססים על תיאוריה בסיסית של מגוון צורות שונות של אפקט אלקטרו-אופטי, אפקט אקוסטו-אופטי, אפקט מגנטו-אופטי, אפקט פרנץ-קלדיש, אפקט סטארק קוונטי ואפקט פיזור נושאי מטען.

המודולטור אלקטרו-אופטיהוא מכשיר המווסת את מקדם השבירה, ספיגת האור, משרעת האור או הפאזה של אור המוצא באמצעות שינוי מתח או שדה חשמלי. הוא עדיף על סוגים אחרים של מודולטורים מבחינת אובדן, צריכת חשמל, מהירות ואינטגרציה, והוא גם המוודולטור הנפוץ ביותר כיום. בתהליך השידור, השידור והקליטה האופטיים, המוודולטור האופטי משמש לשליטה על עוצמת האור, ותפקידו חשוב מאוד.

מטרת אפנון האור היא לשנות את האות הרצוי או את המידע המועבר, כולל "ביטול אות רקע, ביטול רעש ומניעת הפרעות", על מנת להקל על עיבוד, שידור וזיהוי.

ניתן לחלק את סוגי המודולציה לשתי קטגוריות רחבות בהתאם למקום שבו המידע נטען על גבי גל האור:

האחת היא כוח ההנעה של מקור האור המווסת על ידי האות החשמלי; השנייה היא לווסת את השידור ישירות.

הראשון משמש בעיקר לתקשורת אופטית, והשני משמש בעיקר לחישה אופטית. בקיצור: אפנון פנימי ואפנון חיצוני.

לפי שיטת המודולציה, סוג המודולציה הוא:

1) אפנון עוצמה;

2) אפנון פאזה;

3) אפנון קיטוב;

4) אפנון תדר ואורך גל.

1.1, אפנון עוצמה

אפנון עוצמת האור הוא עוצמת האור כאובייקט אפנון, השימוש בגורמים חיצוניים למדוד את שינוי DC או שינוי איטי של אות האור לשינוי תדר מהיר יותר של אות האור, כך שניתן להשתמש במגבר בחירת תדר AC כדי להגביר, ולאחר מכן למדוד את הכמות באופן רציף.

1.2, אפנון פאזה

העיקרון של שימוש בגורמים חיצוניים לשינוי הפאזה של גלי אור ומדידת כמויות פיזיקליות על ידי גילוי שינויי פאזה נקרא אפנון פאזה אופטי.

המופע של גל האור נקבע על ידי האורך הפיזי של התפשטות האור, מקדם השבירה של תווך ההתפשטות ופיזורו, כלומר, ניתן ליצור שינוי במופע של גל האור על ידי שינוי הפרמטרים הנ"ל כדי להשיג אפנון מופע.

מכיוון שגלאי האור בדרך כלל אינו יכול לתפוס את שינוי הפאזה של גל האור, עלינו להשתמש בטכנולוגיית התאבכות של אור כדי להפוך את שינוי הפאזה לשינוי בעוצמת האור, על מנת להשיג את גילוי כמויות פיזיקליות חיצוניות, לכן, אפנון הפאזה האופטי צריך לכלול שני חלקים: האחד הוא המנגנון הפיזי של יצירת שינוי הפאזה של גל האור; השני הוא התאבכות האור.

1.3. אפנון קיטוב

הדרך הפשוטה ביותר להשיג אפנון אור היא לסובב שני מקטבים יחסית זה לזה. לפי משפט מאלוס, עוצמת האור ביציאה היא I=I0cos2α.

כאשר: I0 מייצג את עוצמת האור שעוברת על ידי שני המקטבים כאשר המישור העיקרי עקבי; Alpha מייצג את הזווית בין המישורים העיקריים של שני המקטבים.

1.4 אפנון תדר ואורך גל

העיקרון של שימוש בגורמים חיצוניים לשינוי תדירות או אורך גל של אור ומדידת כמויות פיזיקליות חיצוניות על ידי גילוי שינויים בתדירות או באורך גל של האור נקרא אפנון תדר ואורך גל של אור.