Iwwersiicht vu véier gemeinsame Modulatoren

Iwwersiicht vu véier gemeinsame Modulatoren

Dëse Pabeier stellt véier Modulatiounsmethoden vir (Ännerung vun der Laseramplitude am Nanosecond oder Subnanosecond Zäitdomän) déi am meeschten a Glasfaser-Lasersystemer benotzt ginn. Dës enthalen AOM (akustooptesch Modulatioun), EOM (elektrooptesch Modulatioun), SOM/SOA(Halbleiter Liichtverstäerkung och bekannt als Hallefleitmodulatioun), andirekt Laser Modulatioun. Ënnert hinnen, AOM,EOM,SOM gehéieren zur externer Modulatioun, oder indirekt Modulatioun.

1. Acousto-optic Modulator (AOM)

Akusto-optesch Modulatioun ass e kierperleche Prozess deen akusto-opteschen Effekt benotzt fir Informatioun op opteschen Carrier ze lueden. Beim Moduléiere gëtt d'elektresch Signal (Amplitudemodulatioun) fir d'éischt op den elektroakustesche Transducer applizéiert, deen den elektresche Signal an Ultraschallfeld konvertéiert. Wann d'Liichtwell duerch dat akusto-optescht Medium passéiert, gëtt den opteschen Träger moduléiert a gëtt eng Intensitéit moduléiert Welle, déi Informatioun droen wéinst der akusto-optescher Handlung

2. Elektro-optesch Modulator(EOM)

En elektro-opteschen Modulator ass e Modulator deen d'elektro-optesch Effekter vu bestëmmten elektro-opteschen Kristalle benotzt, sou wéi Lithium-Niobat-Kristalle (LiNb03), GaAs-Kristalle (GaAs) a Lithium-Tantalat-Kristalle (LiTa03). Den elektro-opteschen Effekt ass datt wann d'Spannung op den elektro-optesche Kristall applizéiert gëtt, de Brechungsindex vum elektro-optesche Kristall ännert, wat zu Verännerungen an de Liichtwelleeigenschaften vum Kristall resultéiert an d'Modulatioun vun der Phas, Amplitude, Intensitéit an Polarisatioun Staat vun der opteschen Signal realiséiert.

Figur: Typesch Configuratioun vun EOM Chauffer Circuit

3. Semiconductor Optical Modulator/Semiconductor Optical Amplifier (SOM/SOA)

Semiconductor opteschen Verstärker (SOA) gëtt normalerweis fir optesch Signalverstärker benotzt, déi d'Virdeeler vum Chip, nidderegen Energieverbrauch, Ënnerstëtzung fir all Bands, etc., an ass eng zukünfteg Alternativ zu traditionellen opteschen Verstärker wéi EDFA (Erbium-dotéierte Faserverstärker). E Semiconductor opteschen Modulator (SOM) ass deeselwechten Apparat wéi e Semiconductor opteschen Verstärker, awer d'Art a Weis wéi et benotzt gëtt ass liicht anescht wéi d'Art a Weis wéi et mat engem traditionelle SOA Verstärker benotzt gëtt, an d'Indikatoren et konzentréiert sech op wann et als e benotzt gëtt. Liichtmodulator si liicht anescht wéi déi, déi als Verstärker benotzt ginn. Wann se fir optesch Signalverstäerkung benotzt gëtt, gëtt e stabile Fuerstroum normalerweis dem SOA geliwwert fir sécherzestellen datt de SOA an der linearer Regioun funktionnéiert; Wann et benotzt gëtt fir optesch Impulser ze moduléieren, gëtt et kontinuéierlech optesch Signaler un d'SOA, benotzt elektresch Impulser fir den SOA Drive Stroum ze kontrolléieren an dann den SOA Ausgangszoustand als Verstärkung / Dämpfung ze kontrolléieren. Mat der SOA Verstäerkung an Attenuatiounseigenschaften ass dëse Modulatiounsmodus graduell op e puer nei Uwendungen applizéiert ginn, sou wéi optesch Faser Sensing, LiDAR, OCT medizinesch Imaging an aner Felder. Besonnesch fir e puer Szenarie déi relativ héich Volumen, Stroumverbrauch an Ausstierwensverhältnis erfuerderen.

4. Laser direkt Modulatioun kann och den opteschen Signal moduléieren andeems de Laserbiasstroum direkt kontrolléiert, wéi an der Figur hei ënnendrënner, gëtt eng 3 Nanosekonne Pulsbreet duerch direkt Modulatioun kritt. Et kann gesi ginn datt et am Ufank vum Puls eng Spike gëtt, déi duerch d'Entspanung vum Laserdréier verursaacht gëtt. Wann Dir e Puls vun ongeféier 100 Pikosekonnen wëllt kréien, kënnt Dir dës Spike benotzen. Awer normalerweis wëlle mir dës Spike net hunn.

Zesummefaassung

AOM ass gëeegent fir optesch Kraaftoutput an e puer Watt an huet eng Frequenzverschiebungsfunktioun. EOM ass séier, awer d'Komplexitéit vum Drive ass héich an den Ausstierwensverhältnis ass niddereg. SOM (SOA) ass déi optimal Léisung fir GHz Geschwindegkeet an héich Ausstierwen Verhältnis, mat nidderegen Energieverbrauch, Miniaturiséierung an aner Funktiounen. Direkt Laserdioden sinn déi bëllegst Léisung, awer bewosst Ännerungen an de Spektraleigenschaften. All Modulatiounsschema huet seng eege Virdeeler an Nodeeler, an et ass wichteg d'Ufuerderunge vun der Applikatioun präziist ze verstoen wann Dir e Schema auswielt, a mat de Virdeeler an Nodeeler vun all Schema vertraut sinn, an de gëeegentste Schema wielen. Zum Beispill, a verdeelt Faser Sensing, ass den traditionellen AOM den Haaptgrond, awer an e puer neie Systemdesignen wiisst d'Benotzung vu SOA Schemaen séier, an e puer Wand liDAR traditionell Schemaen benotzen zwee-Etapp AOM, den neie Schema Design fir d'Käschte reduzéieren, d'Gréisst reduzéieren an d'Ausstierwenverhältnis verbesseren, gëtt de SOA Schema ugeholl. Am Kommunikatiounssystem adoptéiert de Low-Speed-System normalerweis den direkten Modulatiounsschema, an de High-Speed-System benotzt normalerweis den elektrooptesche Modulatiounsschema.