Arten von Lasermodulatoren

Erstens, interne Modulation und externe Modulation
Gemäß dem relativen Verhältnis zwischen Modulator und Laser,Lasermodulationkann in interne und externe Modulation unterteilt werden.

01 Interne Modulation
Das Modulationssignal wird während der Laseroszillation erzeugt, d. h. die Parameter der Laseroszillation werden entsprechend dem Gesetz des Modulationssignals verändert, um so die Eigenschaften des Laserausgangs zu verändern und eine Modulation zu erreichen.
(1) Die Laserpumpquelle wird direkt gesteuert, um die Modulation der Ausgangslaserintensität zu erreichen, und ob eine solche vorhanden ist, wird durch die Stromversorgung gesteuert.
(2) Das Modulationselement befindet sich im Resonator. Die Änderung der physikalischen Eigenschaften des Modulationselements wird durch das Signal gesteuert, um die Parameter des Resonators zu ändern und somit die Ausgangscharakteristik des Lasers zu verändern.

02 Externe Modulation
Externe Modulation bezeichnet die Trennung von Lasererzeugung und -modulation. Sie bezieht sich auf das Auflegen des modulierten Signals nach der Lasererzeugung, d. h. der Modulator wird außerhalb des Laserresonators im optischen Strahlengang platziert.
Die Modulationsspannung wird dem Modulator zugeführt, um dessen Phasenlage zu verändern. Beim Durchgang des Lasers durch den Modulator werden bestimmte Parameter der Lichtwelle moduliert und somit die zu übertragende Information transportiert. Externe Modulation dient also nicht der Veränderung der Laserparameter selbst, sondern der Veränderung der Parameter des Ausgangslasers, wie beispielsweise Intensität und Frequenz.

Zweite,LasermodulatorEinstufung
Gemäß dem Funktionsmechanismus des Modulators kann er wie folgt klassifiziert werden:elektrooptische Modulation, akustooptische Modulation, magnetooptische Modulation und direkte Modulation.

01 Direkte Modulation
Der Treiberstrom desHalbleiterlaseroder die Leuchtdiode wird direkt durch das elektrische Signal moduliert, sodass das Ausgangslicht mit der Änderung des elektrischen Signals moduliert wird.

(1) TTL-Modulation in direkter Modulation
Dem Laser-Netzteil wird ein digitales TTL-Signal hinzugefügt, sodass der Lasertreiberstrom über das externe Signal gesteuert werden kann und somit die Laserausgangsfrequenz geregelt werden kann.

(2) Analoge Modulation in direkter Modulation
Zusätzlich zum analogen Signal der Laserstromversorgung (Amplitude kleiner als 5V, beliebiges Änderungssignal) kann man durch das externe Eingangssignal unterschiedliche Spannungen erzeugen, die dem Laser unterschiedlichen Treiberstrom entsprechen, und so die Ausgangsleistung des Lasers steuern.

02 Elektrooptische Modulation
Die Modulation mittels des elektrooptischen Effekts wird als elektrooptische Modulation bezeichnet. Die physikalische Grundlage der elektrooptischen Modulation ist der elektrooptische Effekt selbst: Unter dem Einfluss eines angelegten elektrischen Feldes ändert sich der Brechungsindex bestimmter Kristalle. Beim Durchgang einer Lichtwelle durch dieses Medium werden dadurch ihre Transmissionseigenschaften beeinflusst und verändert.

03 Akustooptische Modulation
Die physikalische Grundlage der akustooptischen Modulation ist der akustooptische Effekt. Dieser beschreibt das Phänomen, dass Lichtwellen bei ihrer Ausbreitung in einem Medium durch ein übernatürliches Wellenfeld gestreut oder diffundiert werden. Ändert sich der Brechungsindex eines Mediums periodisch und bildet so ein Brechungsindexgitter, kommt es bei der Ausbreitung der Lichtwelle im Medium zur Beugung. Intensität, Frequenz und Richtung des gebeugten Lichts ändern sich dabei mit der Änderung des übernatürlichen Wellenfelds.
Die akustooptische Modulation ist ein physikalischer Prozess, der den akustooptischen Effekt nutzt, um Informationen auf einen optischen Frequenzträger zu übertragen. Das modulierte Signal wird in Form eines elektrischen Signals (Amplitudenmodulation) auf den elektroakustischen Wandler eingekoppelt, welches wiederum in ein Ultraschallfeld umgewandelt wird. Beim Durchgang einer Lichtwelle durch das akustooptische Medium wird der optische Träger moduliert und wandelt sich in eine intensitätsmodulierte Welle um, die Informationen „überträgt“.

04 Magnetooptische Modulation
Die magnetooptische Modulation ist eine Anwendung des Faraday'schen elektromagnetischen optischen Dreheffekts. Wenn sich Lichtwellen in einem magnetooptischen Medium parallel zur Richtung des Magnetfelds ausbreiten, wird die Drehung der Polarisationsebene von linear polarisiertem Licht als magnetische Rotation bezeichnet.
Um magnetische Sättigung zu erreichen, wird ein konstantes Magnetfeld an das Medium angelegt. Die Richtung des Magnetfelds im Stromkreis verläuft axial durch das Medium, und die Faraday-Rotation hängt vom axialen Stromfeld ab. Durch Steuerung des Stroms der Hochfrequenzspule und Änderung der Magnetfeldstärke des axialen Signals lässt sich der Drehwinkel der optischen Schwingungsebene steuern. Dadurch ändert sich die Lichtamplitude durch den Polarisator mit dem Drehwinkel θ, wodurch eine Modulation erzielt wird.