סקירה של ארבעה מודולטורים נפוצים

סקירה של ארבעה מודולטורים נפוצים

מאמר זה מציג ארבע שיטות אפנון (שינוי משרעת הלייזר בתחום הזמן הננו -שניות או תת -שניות) המשמשים לרוב במערכות לייזר סיבים. אלה כוללים AOM (אפנון אקוסטו-אופטי), EOM (אפנון אלקטרו-אופטי), SOM/SOA(הגברת אור מוליכים למחצה המכונה גם אפנון מוליכים למחצה), ואפנון לייזר ישירו ביניהם, אום,EOM, SOM שייך למודולציה חיצונית, או אפנון עקיף.

1. מודולטור אקוסטו-אופטי (AOM)

אפנון אקוסטו-אופטי הוא תהליך פיזי המשתמש באפקט אקוסטו-אופטי כדי לטעון מידע על המוביל האופטי. כאשר מווסתת, האות החשמלי (אפנון משרעת) מוחל תחילה על המתמר האלקטרו-אקוסטי, הממייר את האות החשמלי לשדה קולי. כאשר גל האור עובר דרך המדיום האקוסטו-אופטי, המנשא האופטי מווסת והופך לגל מווסת בעוצמה הנושא מידע בגלל הפעולה האקוסטו-אופטית

2. מודולטור אלקטרו-אופטי(Eom)

מודולטור אלקטרו-אופטי הוא מודולטור המשתמש בהשפעות האלקטרו-אופטיות של גבישים אלקטרו-אופטיים מסוימים, כמו גבישי ליתיום ניובאט (LINB03), גבישי GAAS (GAAS) וגבישים ליתיום טנטלט (LITA03). ההשפעה האלקטרו-אופטית היא שכאשר המתח מוחל על הגביש האלקטרו-אופטי, מדד השבירה של הגביש האלקטרו-אופטי ישתנה, וכתוצאה מכך שינויים במאפייני הגל הקליל של הגביש, וממומא את האפנון של השלב, המשרעת, האינטנסיביות ומצב הקוטב של האות האופטי.

איור: תצורה אופיינית של מעגל מנהל התקן EOM

3. מודולטור אופטי מוליך למחצה/מגבר אופטי מוליך למחצה (SOM/SOA)

מגבר אופטי מוליך למחצה (SOA) משמש בדרך כלל להגברה של אות אופטי, שיש לו את היתרונות של שבב, צריכת חשמל נמוכה, תמיכה בכל הלהקות וכו ', והיא אלטרנטיבה עתידית למגברים אופטיים מסורתיים כמו EDFA (מגבר סיבים מסומם ארביום). מודולטור אופטי מוליך למחצה (SOM) הוא אותו מכשיר כמו מגבר אופטי מוליך למחצה, אך האופן בו הוא משמש שונה במקצת מהדרך בה הוא משמש עם מגבר SOA מסורתי, והמדדים שהוא מתמקד בהם כאשר הוא משמש כמודולטור קל מעט מאלה המשמש כמגבר. כאשר משתמשים בו להגברת אות אופטי, בדרך כלל ניתן לזרם נהיגה יציב ל- SOA כדי להבטיח שה- SOA יעבוד באזור הליניארי; כאשר הוא משמש למודולת פולסים אופטיים, הוא מכניס אותות אופטיים רציפים ל- SOA, משתמש בפולסים חשמליים כדי לשלוט בזרם כונן SOA ואז לשלוט במצב הפלט של SOA כהגברה/הנחתה. באמצעות מאפייני הגברה והנחתה של SOA, מצב אפנון זה הוחל בהדרגה על כמה יישומים חדשים, כגון חישת סיבים אופטיים, LIDAR, הדמיה רפואית של OCT ושדות אחרים. במיוחד עבור תרחישים מסוימים הדורשים יחס נפח גבוה יחסית, צריכת חשמל והכחדה.

4. אפנון ישיר בלייזר יכול גם לשנות את האות האופטי על ידי שליטה ישירה בזרם הטיה של לייזר, כפי שמוצג באיור שלהלן, מתקבל רוחב דופק של 3 ננו -שנייה באמצעות אפנון ישיר. ניתן לראות שיש קפיצה בתחילת הדופק, שמובא על ידי הרפיה של מנשא הלייזר. אם אתה רוצה לקבל דופק של כמאה פיקוס -שניות, אתה יכול להשתמש בספייק זה. אבל בדרך כלל אנחנו לא רוצים לקבל את הספייק הזה.

לְסַכֵּם

AOM מתאים לתפוקת חשמל אופטית בכמה וואט ובעלת פונקציית משמרת תדרים. EOM מהיר, אך מורכבות הכונן גבוהה ויחס ההכחדה נמוך. SOM (SOA) הוא הפיתרון האופטימלי ליחס מהירות GHz ויחס הכחדה גבוהה, עם צריכת חשמל נמוכה, מיניאטוריזציה ותכונות אחרות. דיודות לייזר ישירות הן הפיתרון הזול ביותר, אך היו מודעים לשינויים במאפיינים הספקטרליים. לכל תכנית אפנון יש יתרונות וחסרונות משלה, וחשוב להבין במדויק את דרישות היישום בבחירת תוכנית, ולהכיר את היתרונות והחסרונות של כל תוכנית, ולבחור את התוכנית המתאימה ביותר. לדוגמה, בחישת סיבים מבוזרים, ה- AOM המסורתי הוא העיקרי, אך בכמה עיצובים חדשים של מערכות, השימוש בתכניות SOA צומח במהירות, בכמה תוכניות מסורתיות של לידר רוח משתמשות ב- AOM דו-שלבי, תכנון התוכנית החדשה על מנת להפחית את העלות, להפחית את הגודל ולשפר את יחס ההכחדה, את ערכת SOA מאומצת. במערכת התקשורת, מערכת המהירות הנמוכה בדרך כלל מאמצת את ערכת האפנון הישיר, ומערכת המהירות הגבוהה משתמשת בדרך כלל בתכנית האפנון האלקטרו-אופטי.