Čo je to optický modulátor?

Čo je to optický modulátor?

Optický modulátorsa často používajú na manipuláciu s vlastnosťami svetelných lúčov, ako sú laserové lúče. Zariadenie môže manipulovať s vlastnosťami lúča, ako je optická sila alebo fáza. Modulátor podľa charakteru modulovaného lúča je tzvmodulátor intenzity, fázový modulátor, polarizačný modulátor, priestorový optický modulátor atď. Rôzne typy modulátorov je možné použiť v rôznych aplikáciách, ako je komunikácia s optickými vláknami, zobrazovacie zariadenia, lasery s prepínaním Q alebo lasery s uzamknutým režimom a optické meranie.

Typ optického modulátora

Existuje niekoľko rôznych typov modulátorov:

1. Akustooptický modulátor je modulátor založený na akusticko-optickom efekte. Slúžia na prepínanie alebo plynulé nastavenie amplitúdy laserového lúča, zmenu frekvencie svetla, či zmenu smeru priestoru.

2elektrooptický modulátorvyužíva elektro-optický efekt v bublinkovej krabičke Kerrs. Môžu modulovať stav polarizácie, fázu alebo výkon lúča, alebo sa môžu použiť na extrakciu impulzov, ako je uvedené v časti o zosilňovačoch s ultrakrátkymi impulzmi.

3. Elektrický absorpčný modulátor je modulátor intenzity používaný na dátovom vysielači pri komunikácii pomocou optických vlákien.

(4) Rušivé modulátory, ako sú Mach-Zehnderove modulátory, sa zvyčajne používajú vo fotonických integrovaných obvodoch na prenos optických údajov.

5. Modulátory z optických vlákien môžu byť založené na rôznych princípoch. Môže to byť skutočné zariadenie z optických vlákien alebo to môže byť súčasť tela obsahujúca vrkôčiky vlákien.

6. Modulátor z tekutých kryštálov je vhodný na aplikáciu na optické zobrazovacie zariadenia alebo tvarovač impulzov. Môžu byť tiež použité ako priestorové modulátory svetla, čo znamená, že prenos sa mení s priestorom, čo je možné použiť v zobrazovacích zariadeniach.

7. Modulačný disk môže periodicky meniť výkon lúča, čo sa používa pri niektorých špecifických optických meraniach (napríklad pomocou blokovacích zosilňovačov).

8. Mikromechanické modulátory (mikromechanické systémy, MEMS), ako sú svetelné ventily na báze kremíka a dvojrozmerné zrkadlové polia, sú obzvlášť dôležité v projekčných displejoch.

9. Hromadné optické modulátory, ako sú elektrooptické modulátory, môžu využívať veľkú plochu lúča a možno ich použiť aj v situáciách s vysokým výkonom. Vláknové modulátory, zvyčajne vlnovodné modulátory s vláknovými pigtails, sa dajú ľahko integrovať do systémov z optických vlákien.

‌

Aplikácia optického modulátora ‌

Optické modulátory majú širokú škálu aplikácií 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 používa 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 konverziu elektronických signálov na optické signály a realizáciu kódovania a prenosu údajov. Moduláciou intenzity alebo fázy optického signálu je možné realizovať funkcie spínania svetla, regulácie rýchlosti modulácie a modulácie signálu ‌

2. Optické snímanie: Optický modulátor môže realizovať meranie a monitorovanie prostredia moduláciou charakteristík optického signálu. Napríklad moduláciou fázy alebo amplitúdy svetla možno realizovať gyroskopy s optickými vláknami, snímače tlaku s optickými vláknami atď.

3. Optické ukladanie a spracovanie: Optické modulátory sa používajú na optické ukladanie a optické spracovanie. V optickej pamäti možno optické modulátory použiť na zapisovanie a čítanie informácií do a z optických médií. V optickom spracovaní môže byť optický modulátor použitý na vytváranie, filtrovanie, moduláciu a demoduláciu optických signálov ‌

4. Optické zobrazovanie: optické modulátory možno použiť na moduláciu fázy a amplitúdy lúča svetla, čím sa menia charakteristiky obrazu pri optickom zobrazovaní. Napríklad modulátor svetelného poľa môže implementovať dvojrozmernú fázovú moduláciu na zmenu ohniskovej vzdialenosti a hĺbky zaostrenia lúča ‌

5. Kontrola optického šumu: Optický modulátor môže ovládať intenzitu a frekvenciu svetla, čím znižuje alebo potláča optický šum v optickom systéme. Môže byť použitý v optických zosilňovačoch, laseroch a optických prenosových systémoch na zlepšenie pomeru signálu k šumu a výkonu systému ‌

6. Iné aplikácie: elektro-optické modulátory sa používajú aj v spektrálnej analýze, radarových systémoch, lekárskej diagnostike a iných oblastiach. V spektroskopii môže byť elektrooptický modulátor použitý ako súčasť optického spektrálneho analyzátora na spektrálnu analýzu a meranie. V radarovom systéme sa na moduláciu a demoduláciu signálu používa elektrooptický modulátor. V lekárskej diagnostike sa elektrooptické modulátory používajú pri optickom zobrazovaní a terapii.