Tinjauan opat modulator umum

Tinjauan opat modulator umum

Makalah ieu ngenalkeun opat metode modulasi (ngarobih amplitudo laser dina domain waktu nanodetik atanapi subnanodetik) anu paling umum dianggo dina sistem laser serat. Ieu kalebet AOM (modulasi akusto-optik), EOM (modulasi éléktro-optik), SOM/SOA(amplifikasi cahaya semikonduktor ogé katelah modulasi semikonduktor), sarengmodulasi laser langsungDi antarana, AOM,EOM,SOM kagolong kana modulasi éksternal, atanapi modulasi teu langsung.

1. Modulator Akusto-optik (AOM)

Modulasi akusto-optik nyaéta prosés fisik anu ngagunakeun éfék akusto-optik pikeun ngamuat informasi kana pamawa optik. Nalika modulasi, sinyal listrik (modulasi amplitudo) mimitina diterapkeun kana transduser éléktro-akustik, anu ngarobah sinyal listrik kana médan ultrasonik. Nalika gelombang cahaya ngaliwat média akusto-optik, pamawa optik dimodulasi sareng janten gelombang anu dimodulasi inténsitas anu mawa informasi kusabab tindakan akusto-optik.

2. Modulator Éléktro-optik(EOM)

Modulator éléktro-optik nyaéta modulator anu ngamangpaatkeun éfék éléktro-optik tina kristal éléktro-optik anu tangtu, sapertos kristal litium niobate (LiNb03), kristal GaAs (GaAs) sareng kristal litium tantalat (LiTa03). Éfék éléktro-optikna nyaéta nalika tegangan diterapkeun kana kristal éléktro-optik, indéks bias kristal éléktro-optik bakal robih, anu ngahasilkeun parobahan dina karakteristik gelombang cahaya kristal, sareng modulasi fase, amplitudo, inténsitas sareng kaayaan polarisasi sinyal optik kahontal.

Gambar: Konfigurasi has sirkuit supir EOM

3. Modulator Optik Semikonduktor/Penguat optik Semikonduktor (SOM/SOA)

Penguat optik semikonduktor (SOA) biasana dianggo pikeun amplifikasi sinyal optik, anu ngagaduhan kaunggulan chip, konsumsi daya anu handap, dukungan pikeun sadaya pita, jsb., sareng mangrupikeun alternatif ka hareup pikeun amplifier optik tradisional sapertos EDFA (Amplifier serat anu didoping erbium). Modulator optik semikonduktor (SOM) nyaéta alat anu sami sareng amplifier optik semikonduktor, tapi cara panggunaanana rada béda ti cara panggunaanana sareng amplifier SOA tradisional, sareng indikator anu difokuskeun nalika dianggo salaku modulator cahaya rada béda ti anu dianggo salaku amplifier. Nalika dianggo pikeun amplifikasi sinyal optik, arus nyetir anu stabil biasana disayogikeun ka SOA pikeun mastikeun yén SOA jalan dina daérah linier; Nalika dianggo pikeun modulasi pulsa optik, éta ngasupkeun sinyal optik kontinyu ka SOA, nganggo pulsa listrik pikeun ngontrol arus drive SOA, teras ngontrol kaayaan kaluaran SOA salaku amplifikasi/atenuasi. Ngagunakeun karakteristik amplifikasi sareng atenuasi SOA, modeu modulasi ieu laun-laun diterapkeun kana sababaraha aplikasi énggal, sapertos sensing serat optik, LiDAR, pencitraan médis OCT sareng widang sanésna. Utamana pikeun sababaraha skénario anu meryogikeun volume, konsumsi daya sareng rasio panyabutan anu relatif luhur.

4. Modulasi langsung laser ogé tiasa ngamodulasi sinyal optik ku cara ngontrol langsung arus bias laser, sapertos anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu, lébar pulsa 3 nanodetik diala ngalangkungan modulasi langsung. Éta tiasa katingali yén aya lonjakan dina awal pulsa, anu disababkeun ku relaksasi pamawa laser. Upami anjeun hoyong kéngingkeun pulsa sakitar 100 pikodetik, anjeun tiasa nganggo lonjakan ieu. Tapi biasana urang henteu hoyong gaduh lonjakan ieu.

Ringkesan

AOM cocog pikeun kaluaran daya optik dina sababaraha watt sareng gaduh fungsi shift frékuénsi. EOM gancang, tapi kompleksitas drive luhur sareng rasio pamusnahan rendah. SOM (SOA) mangrupikeun solusi optimal pikeun kecepatan GHz sareng rasio pamusnahan anu luhur, kalayan konsumsi daya anu handap, miniaturisasi sareng fitur-fitur sanésna. Dioda laser langsung mangrupikeun solusi anu paling murah, tapi waspada kana parobahan dina karakteristik spéktral. Unggal skéma modulasi ngagaduhan kaunggulan sareng kalemahan nyalira, sareng penting pikeun sacara akurat ngartos sarat aplikasi nalika milih skéma, sareng wawuh kana kaunggulan sareng kalemahan unggal skéma, sareng milih skéma anu paling cocog. Salaku conto, dina sensing serat terdistribusi, AOM tradisional mangrupikeun anu utama, tapi dina sababaraha desain sistem énggal, panggunaan skéma SOA ningkat gancang, dina sababaraha skéma tradisional liDAR angin nganggo AOM dua tahap, desain skéma énggal pikeun ngirangan biaya, ngirangan ukuran, sareng ningkatkeun rasio pamusnahan, skéma SOA diadopsi. Dina sistem komunikasi, sistem kecepatan rendah biasana ngadopsi skéma modulasi langsung, sareng sistem kecepatan tinggi biasana nganggo skéma modulasi éléktro-optik.