Trosolwg o bedwar modulator cyffredin

Trosolwg o bedwar modulator cyffredin

Mae'r papur hwn yn cyflwyno pedwar dull modiwleiddio (newid yr amplitude laser yn y parth amser nanosecond neu subnanosecond) a ddefnyddir amlaf mewn systemau laser ffibr. Mae'r rhain yn cynnwys AOM (modyliad acwto-optig), EOM (modyliad electro-optig), SOM/SOA(helaethiad golau lled-ddargludyddion a elwir hefyd yn fodiwleiddio lled-ddargludyddion), amodiwleiddio laser uniongyrchol. Yn eu plith, AOM,EOM, Mae SOM yn perthyn i fodiwleiddio allanol, neu fodiwleiddio anuniongyrchol.

1. Modulator Acwto-optig (AOM)

Mae modiwleiddio acwto-optig yn broses gorfforol sy'n defnyddio effaith acwsto-optig i lwytho gwybodaeth i gludwr optegol. Wrth fodiwleiddio, mae'r signal trydanol (modiwleiddio osgled) yn cael ei gymhwyso'n gyntaf i'r trawsddygiadur electro-acwstig, sy'n trosi'r signal trydanol yn faes ultrasonic. Pan fydd y don ysgafn yn mynd trwy'r cyfrwng acwsto-optig, mae'r cludwr optegol yn cael ei fodiwleiddio ac yn dod yn don modiwleiddio dwyster sy'n cario gwybodaeth oherwydd y weithred acwsto-optig

2. Modulator electro-optegol(EOM)

Modulator electro-optegol yw modulator sy'n defnyddio effeithiau electro-optegol rhai crisialau electro-optegol, megis crisialau niobate lithiwm (LiNb03), crisialau GaAs (GaAs) a grisialau tantalate lithiwm (LiTa03). Yr effaith electro-optegol yw, pan fydd y foltedd yn cael ei gymhwyso i'r grisial electro-optegol, bydd mynegai plygiannol y grisial electro-optegol yn newid, gan arwain at newidiadau yn nodweddion tonnau golau y grisial, a modiwleiddio'r cyfnod, osgled, dwyster a chyflwr polareiddio'r signal optegol yn cael ei wireddu.

Ffigur: Cyfluniad nodweddiadol cylched gyrrwr EOM

3. Modulator Optegol Lled-ddargludyddion/mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOM/SOA)

Defnyddir mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOA) fel arfer ar gyfer ymhelaethu ar signal optegol, sydd â manteision sglodion, defnydd pŵer isel, cefnogaeth i bob band, ac ati, ac mae'n ddewis arall yn y dyfodol i fwyhaduron optegol traddodiadol fel EDFA.Mwyhadur ffibr dop erbium). Mae modulator optegol lled-ddargludyddion (SOM) yr un ddyfais â mwyhadur optegol lled-ddargludyddion, ond mae'r ffordd y caiff ei ddefnyddio ychydig yn wahanol i'r ffordd y caiff ei ddefnyddio gyda mwyhadur SOA traddodiadol, a'r dangosyddion y mae'n canolbwyntio arnynt pan gaiff ei ddefnyddio fel mae modulator golau ychydig yn wahanol i'r rhai a ddefnyddir fel mwyhadur. Pan gaiff ei ddefnyddio ar gyfer ymhelaethu signal optegol, mae cerrynt gyrru sefydlog fel arfer yn cael ei ddarparu i'r SOA i sicrhau bod yr SOA yn gweithio yn y rhanbarth llinellol; Pan gaiff ei ddefnyddio i fodiwleiddio corbys optegol, mae'n mewnbynnu signalau optegol parhaus i'r SOA, yn defnyddio corbys trydanol i reoli'r cerrynt gyriant SOA, ac yna'n rheoli cyflwr allbwn SOA fel ymhelaethiad / gwanhad. Gan ddefnyddio nodweddion ymhelaethu a gwanhau SOA, mae'r modd modiwleiddio hwn wedi'i gymhwyso'n raddol i rai cymwysiadau newydd, megis synhwyro ffibr optegol, LiDAR, delweddu meddygol OCT a meysydd eraill. Yn enwedig ar gyfer rhai senarios sy'n gofyn am gyfaint cymharol uchel, defnydd pŵer a chymhareb difodiant.

4. Gall modiwleiddio uniongyrchol laser hefyd fodiwleiddio'r signal optegol trwy reoli'r cerrynt gogwydd laser yn uniongyrchol, fel y dangosir yn y ffigur isod, ceir lled pwls 3 nanosecond trwy fodiwleiddio uniongyrchol. Gellir gweld bod pigyn ar ddechrau'r pwls, sy'n cael ei achosi gan ymlacio'r cludwr laser. Os ydych chi am gael pwls o tua 100 picoseconds, gallwch chi ddefnyddio'r pigyn hwn. Ond fel arfer nid ydym am gael y pigyn hwn.

Crynhoi

Mae AOM yn addas ar gyfer allbwn pŵer optegol mewn ychydig wat ac mae ganddo swyddogaeth shifft amledd. Mae EOM yn gyflym, ond mae'r cymhlethdod gyrru yn uchel ac mae'r gymhareb difodiant yn isel. SOM (SOA) yw'r ateb gorau posibl ar gyfer cyflymder GHz a chymhareb difodiant uchel, gyda defnydd pŵer isel, miniaturization a nodweddion eraill. Deuodau laser uniongyrchol yw'r ateb rhataf, ond byddwch yn ymwybodol o newidiadau mewn nodweddion sbectrol. Mae gan bob cynllun modiwleiddio ei fanteision a'i anfanteision ei hun, ac mae'n bwysig deall gofynion y cais yn gywir wrth ddewis cynllun, a bod yn gyfarwydd â manteision ac anfanteision pob cynllun, a dewis y cynllun mwyaf addas. Er enghraifft, mewn synhwyro ffibr gwasgaredig, yr AOM traddodiadol yw'r prif, ond mewn rhai dyluniadau system newydd, mae'r defnydd o gynlluniau SOA yn tyfu'n gyflym, mewn rhai cynlluniau gwynt liDAR mae cynlluniau traddodiadol yn defnyddio AOM dau gam, dyluniad y cynllun newydd er mwyn lleihau'r gost, lleihau'r maint, a gwella'r gymhareb difodiant, mabwysiadir y cynllun SOA. Yn y system gyfathrebu, mae'r system cyflymder isel fel arfer yn mabwysiadu'r cynllun modiwleiddio uniongyrchol, ac mae'r system cyflymder uchel fel arfer yn defnyddio'r cynllun modiwleiddio electro-optig.