Trosolwg o bedwar modiwleiddiwr cyffredin

Trosolwg o bedwar modiwleiddiwr cyffredin

Mae'r papur hwn yn cyflwyno pedwar dull modiwleiddio (newid osgled y laser yn y parth amser nanoeiliad neu is-nanoeiliad) a ddefnyddir amlaf mewn systemau laser ffibr. Mae'r rhain yn cynnwys AOM (modiwleiddio acwsto-optig), EOM (modiwleiddio electro-optig), SOM/SOA(ymhelaethiad golau lled-ddargludyddion a elwir hefyd yn fodiwleiddio lled-ddargludyddion), amodiwleiddio laser uniongyrcholYn eu plith, AOM,EOMMae SOM yn perthyn i fodiwleiddio allanol, neu fodiwleiddio anuniongyrchol.

1. Modiwleiddiwr Acwsto-optig (AOM)

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

2. Modiwleiddiwr Electro-optegol(EOM)

Mae modiwleiddiwr electro-optegol yn fodiwleiddiwr sy'n defnyddio effeithiau electro-optegol crisialau electro-optegol penodol, megis crisialau niobate lithiwm (LiNb03), crisialau GaAs (GaAs) a chrisialau tantalate lithiwm (LiTa03). Yr effaith electro-optegol yw pan gymhwysir y foltedd i'r grisial electro-optegol, bydd mynegai plygiannol y grisial electro-optegol yn newid, gan arwain at newidiadau yn nodweddion tonnau golau'r grisial, a gwireddir modiwleiddio cyfnod, osgled, dwyster a chyflwr polareiddio'r signal optegol.

Ffigur: Cyfluniad nodweddiadol cylched gyrrwr EOM

3. Modiwleiddiwr Optegol Lled-ddargludyddion/Mwyhadur optegol Lled-ddargludyddion (SOM/SOA)

Defnyddir mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOA) fel arfer ar gyfer mwyhau 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 wedi'i dopio ag erbium). Mae modiwleiddiwr 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 gydag mwyhadur SOA traddodiadol, ac mae'r dangosyddion y mae'n canolbwyntio arnynt pan gaiff ei ddefnyddio fel modiwleiddiwr golau ychydig yn wahanol i'r rhai a ddefnyddir fel mwyhadur. Pan gaiff ei ddefnyddio ar gyfer mwyhau signal optegol, fel arfer darperir cerrynt gyrru sefydlog i'r SOA i sicrhau bod yr SOA yn gweithio yn y rhanbarth llinol; Pan gaiff ei ddefnyddio i fodiwleiddio curiadau optegol, mae'n mewnbynnu signalau optegol parhaus i'r SOA, yn defnyddio curiadau trydanol i reoli cerrynt gyrru'r SOA, ac yna'n rheoli cyflwr allbwn yr SOA fel mwyhau/gwanhau. Gan ddefnyddio nodweddion mwyhau a gwanhau'r 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 sydd angen cyfaint, defnydd pŵer a chymhareb difodiant cymharol uchel.

4. Gall modiwleiddio uniongyrchol laser hefyd fodiwleiddio'r signal optegol trwy reoli cerrynt rhagfarn y laser yn uniongyrchol, fel y dangosir yn y ffigur isod, ceir lled pwls o 3 nanoeiliad trwy fodiwleiddio uniongyrchol. Gellir gweld bod pigyn ar ddechrau'r pwls, sy'n cael ei achosi gan ymlacio'r cludwr laser. Os ydych chi eisiau cael pwls o tua 100 picosecond, gallwch 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 watiau ac mae ganddo swyddogaeth newid amledd. Mae EOM yn gyflym, ond mae cymhlethdod y gyriant yn uchel a'r gymhareb difodiant yn isel. SOM (SOA) yw'r ateb gorau posibl ar gyfer cyflymder GHz a chymhareb difodiant uchel, gyda defnydd pŵer isel, miniatureiddio 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 dosbarthedig, yr AOM traddodiadol yw'r prif un, ond mewn rhai dyluniadau system newydd, mae'r defnydd o gynlluniau SOA yn tyfu'n gyflym, mewn rhai cynlluniau traddodiadol liDAR gwynt mae'n defnyddio AOM dau gam, y dyluniad 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.