Überblick über vier gemeinsame Modulatoren
In diesem Artikel werden vier Modulationsmethoden (Änderungen der Laseramplitude im Nanosekunden- oder Subnanosekundenzeitbereich) eingeführt, die am häufigsten in Faserlasersystemen verwendet werden. Dazu gehören AOM (akustooptische Modulation), EOM (elektrooptische Modulation), som//Soa(Halbleiterlichtverstärkung auch als Halbleitermodulation bekannt) undDirekte Lasermodulation. Unter ihnen, aom,Eom, SOM gehört zur externen Modulation oder zur indirekten Modulation.
1. Akusto-optischer Modulator (AOM)
Die akustooptische Modulation ist ein physikalischer Prozess, bei dem der akustooptische Effekt Informationen auf den optischen Träger lädt. Bei der Modulation wird das elektrische Signal (Amplitudenmodulation) zuerst auf den elektroakustischen Wandler angewendet, der das elektrische Signal in Ultraschallfeld umwandelt. Wenn die Lichtwelle durch das akustooptische Medium durchläuft, wird der optische Träger moduliert und wird aufgrund der akustooptischen Wirkung zu einer intensitätsmodulierten Wellentransportinformationen
2. Elektrooptischer Modulator(EOM)
Ein elektrooptischer Modulator ist ein Modulator, der die elektrooptischen Wirkungen bestimmter elektrooptischer Kristalle wie Lithium-Niobat-Kristalle (LINB03), GaAs-Kristalle (GaAs) und Lithium-Tantalatkristalle (LitA03) verwendet. Der elektrooptische Effekt besteht darin, dass sich der Brechungsindex des elektrooptischen Kristalls, wenn die Spannung auf den elektrooptischen Kristall angewendet wird, und zu Änderungen der Lichtwelleneigenschaften des Kristalls führt, und die Modulation der Phase, Amplitude, Intensität und Polarisationsstatus des optischen Signals wird realisiert.
Abbildung: Typische Konfiguration der EOM -Treiberschaltung
1. Optischer Modulator des Halbleiters/Halbleiter optischer Verstärker (SOM/SOA)
Der optische Halbleiterverstärker (SOA) wird normalerweise zur optischen Signalverstärkung verwendet, die die Vorteile von Chip, geringem Stromverbrauch, Unterstützung für alle Bänder usw. hat und eine zukünftige Alternative zu traditionellen optischen Verstärkern wie EDFA (EDFA () istErbium-dotierter Faserverstärker). Ein Halbleiter -optischer Modulator (SOM) ist das gleiche Gerät wie ein halbhereiter optischer Verstärker, aber die Art und Weise, wie es verwendet wird, unterscheidet sich geringfügig von der Art und Weise, wie er mit einem herkömmlichen SOA -Verstärker verwendet wird, und die Indikatoren, auf die er als Lichtmodulatoren verwendet wird, unterscheiden sich leicht von denen, die als Verstärker verwendet werden. Bei der optischen Signalverstärkung wird dem SOA normalerweise ein stabiler Fahrstrom zur Verfügung gestellt, um sicherzustellen, dass die SOA im linearen Bereich arbeitet. Wenn es zur Modulation optischer Impulse verwendet wird, gibt es kontinuierliche optische Signale in die SOA ein, verwendet elektrische Impulse, um den SOA -Antriebsstrom zu steuern und dann den SOA -Ausgangszustand als Verstärkung/Dämpfung zu steuern. Unter Verwendung der SOA -Amplifikations- und Dämpfungsmerkmale wurde dieser Modulationsmodus nach und nach auf einige neue Anwendungen angewendet, wie z. Insbesondere für einige Szenarien, die relativ hohes Volumen, Stromverbrauch und Aussterben erfordern.
4. Laser -Direktmodulation kann das optische Signal auch modulieren, indem der Laser -Bias -Strom direkt gesteuert wird, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, wird eine 3 -Nanosekunden -Impulsbreite durch direkte Modulation erhalten. Es ist zu sehen, dass es zu Beginn des Pulses einen Spike gibt, der durch die Entspannung des Laserträgers verursacht wird. Wenn Sie einen Puls von etwa 100 Pikosekunden erhalten möchten, können Sie diesen Spike verwenden. Aber normalerweise wollen wir diesen Spike nicht haben.
Zusammenfassen
AOM ist für die optische Leistung in einigen Watt geeignet und hat eine Frequenzverschiebungsfunktion. EOM ist schnell, aber die Antriebskomplexität ist hoch und das Aussterbenverhältnis ist gering. SOM (SOA) ist die optimale Lösung für die GHZ -Geschwindigkeit und ein hohes Aussterben mit geringem Stromverbrauch, Miniaturisierung und anderen Merkmalen. Direkte Laserdioden sind die billigste Lösung, sind sich jedoch der Veränderungen der spektralen Eigenschaften bewusst. Jedes Modulationsschema hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und es ist wichtig, die Anwendungsanforderungen bei der Auswahl eines Schemas genau zu verstehen und mit den Vor- und Nachteilen jedes Schemas vertraut zu sein und das am besten geeignete Programm auszuwählen. Beispielsweise ist bei der verteilten Fasererkennung das traditionelle AOM das Haupt-AOM, aber bei einigen neuen Systemdesigns wächst die Verwendung von SOA-Schemata rasant. In einigen Windlidar-traditionellen Schemata verwenden die zweistufige AOM. Im Kommunikationssystem übernimmt das System mit niedrigem Geschwindigkeit normalerweise das direkte Modulationsschema, und das Hochgeschwindigkeitssystem verwendet normalerweise das elektrooptische Modulationsschema.
Postzeit: Nov.-26-2024