Čo je optický modulátor?
Optický modulátorsa často používajú na manipuláciu s vlastnosťami svetelných lúčov, ako sú napríklad laserové lúče. Zariadenie dokáže manipulovať s vlastnosťami lúča, ako je optický výkon alebo fáza. Modulátor sa podľa povahy modulovaného lúča nazývamodulátor intenzity, fázový modulátor, polarizačný modulátor, priestorový optický modulátor atď. Rôzne typy modulátorov sa môžu použiť v rôznych aplikáciách, ako sú napríklad optické komunikácie, zobrazovacie zariadenia, lasery s Q-prepínaním alebo módovo uzamknuté lasery a optické meranie.
Typ optického modulátora
Existuje niekoľko rôznych typov modulátorov:
1. Akustooptický modulátor je modulátor založený na akustooptickom efekte. Používa sa na prepínanie alebo plynulé nastavovanie amplitúdy laserového lúča, zmenu frekvencie svetla alebo zmenu smeru priestoru.
2. Ten/tá/toelektrooptický modulátorvyužíva elektrooptický efekt v bublinovej Kerrsovej skrinke. Môžu modulovať stav polarizácie, fázu alebo výkon lúča, alebo sa môžu použiť na extrakciu impulzov, ako je uvedené v časti o zosilňovačoch ultrakrátkych impulzov.
3. Modulátor elektrickej absorpcie je modulátor intenzity používaný v dátovom vysielači v optickej komunikácii.
(4) Modulátory interferencie, ako napríklad Mach-Zehnderove modulátory, sa zvyčajne používajú vo fotonických integrovaných obvodoch na optický prenos dát.
5. Modulátory optických vlákien môžu byť založené na rôznych princípoch. Môže ísť o skutočné zariadenie s optickými vláknami alebo o súčasť tela obsahujúcu vláknové pigtaily.
6. Modulátor z tekutých kryštálov je vhodný na použitie v optických zobrazovacích zariadeniach alebo tvarovačoch impulzov. Môžu sa tiež použiť ako priestorové modulátory svetla, čo znamená, že prenos sa mení v závislosti od priestoru, čo je možné využiť v zobrazovacích zariadeniach.
7. Modulačný disk môže periodicky meniť výkon lúča, čo sa používa pri niektorých špecifických optických meraniach (napríklad pri použití blokovacích zosilňovačov).
8. Mikromechanické modulátory (mikromechanické systémy, MEMS), ako sú kremíkové svetelné elektrónky a dvojrozmerné zrkadlové polia, sú obzvlášť dôležité v projekčných displejoch.
9. Objemové optické modulátory, ako napríklad elektrooptické modulátory, môžu využívať veľkú plochu lúča a možno ich použiť aj v situáciách s vysokým výkonom. Modulátory s vláknovou väzbou, zvyčajne vlnovodové modulátory s vláknovými pigtailmi, sa ľahko integrujú do systémov s optickými vláknami.
Použitie optického modulátora
Optické modulátory majú široké uplatnenie v mnohých oblastiach. Nasledujú hlavné oblasti použitia optických modulátorov a ich špecifické aplikácie:
1. Optická komunikácia: V optických komunikačných systémoch sa optické modulátory používajú na moduláciu amplitúdy, frekvencie a fázy optických signálov za účelom prenosu informácií. Bežne sa používajú v kľúčových krokoch, ako je fotoelektrická konverzia, modulácia optického signálu a demodulácia. Elektrooptické modulátory sú obzvlášť dôležité vo vysokorýchlostných optických komunikačných systémoch, ktoré sa používajú na prevod elektronických signálov na optické signály a na realizáciu kódovania a prenosu dát. Moduláciou intenzity alebo fázy optického signálu je možné realizovať funkcie prepínania svetla, riadenia rýchlosti modulácie a modulácie signálu.
2. Optické snímanie: Optický modulátor dokáže merať a monitorovať prostredie moduláciou charakteristík optického signálu. Napríklad moduláciou fázy alebo amplitúdy svetla je možné realizovať gyroskopy z optických vlákien, snímače tlaku z optických vlákien atď.
3. Optické ukladanie a spracovanie: Optické modulátory sa používajú na aplikácie optického ukladania a optického spracovania. V optickej pamäti sa optické modulátory môžu použiť na zápis a čítanie informácií do a z optických médií. V optickom spracovaní sa optický modulátor môže použiť na formovanie, filtrovanie, moduláciu a demoduláciu optických signálov.
4. Optické zobrazovanie: optické modulátory sa dajú použiť na moduláciu fázy a amplitúdy svetelného lúča, čím sa menia charakteristiky obrazu v optickom zobrazovaní. Napríklad modulátor svetelného poľa môže implementovať dvojrozmernú fázovú moduláciu na zmenu ohniskovej vzdialenosti a hĺbky zaostrenia lúča.
5. Optické ovládanie šumu: Optický modulátor dokáže ovládať intenzitu a frekvenciu svetla, čím znižuje alebo potláča optický šum v optickom systéme. Môže sa použiť v optických zosilňovačoch, laseroch a prenosových systémoch s optickými vláknami na zlepšenie pomeru signálu k šumu a výkonu systému.
6. Ďalšie aplikácie: elektrooptické modulátory sa používajú aj v spektrálnej analýze, radarových systémoch, lekárskej diagnostike a ďalších oblastiach. V spektroskopii sa elektrooptický modulátor môže použiť ako súčasť optického spektrálneho analyzátora na spektrálnu analýzu a meranie. V radarových systémoch sa elektrooptický modulátor používa na moduláciu a demoduláciu signálu. V lekárskej diagnostike sa elektrooptické modulátory používajú v optickom zobrazovaní a terapii.
Čas uverejnenia: 23. decembra 2024