Podstawowa zasada modulatora optycznego

Modulator optyczny, stosowane do sterowania natężeniem światła, klasyfikacja zjawiska elektrooptycznego, termooptycznego, akustooptycznego, wszystkie optyczne, podstawy teorii efektu elektrooptycznego.
Modulator optyczny jest jednym z najważniejszych zintegrowanych urządzeń optycznych w szybkiej i krótkiej komunikacji optycznej. Modulator światła zgodnie z zasadą modulacji można podzielić na elektrooptyczny, termooptyczny, akustooptyczny, wszystkie optyczne itp., opierają się na podstawowej teorii, która obejmuje różnorodne formy efektu elektrooptycznego, efektu akustooptycznego, efektu magnetooptycznego , efekt Franza-Keldysha, studnia kwantowa, efekt Starka, efekt dyspersji nośnika.

Themodulator elektrooptycznyto urządzenie regulujące współczynnik załamania światła, absorpcję, amplitudę lub fazę światła wyjściowego poprzez zmianę napięcia lub pola elektrycznego. Jest lepszy od innych typów modulatorów pod względem strat, zużycia energii, szybkości i integracji, a także jest obecnie najczęściej używanym modulatorem. W procesie transmisji, transmisji i odbioru optycznego modulator optyczny służy do sterowania natężeniem światła i jego rola jest bardzo ważna.

Celem modulacji światła jest przekształcenie pożądanego sygnału lub przesyłanej informacji, w tym „eliminacja sygnału tła, eliminacja szumu i przeciwdziałanie zakłóceniom”, tak aby ułatwić jego przetwarzanie, przesyłanie i wykrywanie.

Typy modulacji można podzielić na dwie szerokie kategorie w zależności od tego, gdzie informacja jest ładowana na falę świetlną:

Jednym z nich jest moc sterująca źródła światła modulowana sygnałem elektrycznym; Drugim jest bezpośrednie modulowanie transmisji.

Ten pierwszy jest używany głównie do komunikacji optycznej, a drugi do wykrywania optycznego. W skrócie: modulacja wewnętrzna i modulacja zewnętrzna.

Zgodnie z metodą modulacji typ modulacji to:

1) Modulacja intensywności;

2) Modulacja fazowa;

3) Modulacja polaryzacji;

4) Modulacja częstotliwości i długości fali.

1.1, modulacja intensywności

Modulacja natężenia światła to intensywność światła jako obiektu modulacji, wykorzystanie czynników zewnętrznych do pomiaru prądu stałego lub powolna zmiana sygnału świetlnego na szybszą zmianę częstotliwości sygnału świetlnego, dzięki czemu można zastosować wzmacniacz wyboru częstotliwości AC wzmocnić, a następnie ilość, która ma być mierzona w sposób ciągły.

1.2, modulacja fazy

Zasada wykorzystywania czynników zewnętrznych do zmiany fazy fal świetlnych i pomiaru wielkości fizycznych poprzez wykrywanie zmian fazowych nazywa się optyczną modulacją fazy.

Faza fali świetlnej jest określona przez fizyczną długość propagacji światła, współczynnik załamania światła ośrodka propagacyjnego i jego rozkład, co oznacza, że ​​zmianę fazy fali świetlnej można wygenerować poprzez zmianę powyższych parametrów aby uzyskać modulację fazy.

Ponieważ detektor światła na ogół nie jest w stanie wykryć zmiany fazy fali świetlnej, musimy zastosować technologię interferencji światła, aby przekształcić zmianę fazy w zmianę natężenia światła, aby umożliwić wykrycie zewnętrznych wielkości fizycznych, dlatego optyczna modulacja fazy powinna składać się z dwóch części: jedna to fizyczny mechanizm generowania zmiany fazy fali świetlnej; Drugim jest interferencja światła.

1.3. Modulacja polaryzacyjna

Najprostszym sposobem uzyskania modulacji światła jest obrócenie dwóch polaryzatorów względem siebie. Zgodnie z twierdzeniem Malusa natężenie światła wyjściowego wynosi I=I0cos2α

Gdzie: I0 oznacza natężenie światła przechodzącego przez dwa polaryzatory, gdy główna płaszczyzna jest stała; Alfa reprezentuje kąt pomiędzy głównymi płaszczyznami dwóch polaryzatorów.

1.4 Modulacja częstotliwości i długości fali

Zasada wykorzystywania czynników zewnętrznych do zmiany częstotliwości lub długości fali światła i pomiaru zewnętrznych wielkości fizycznych poprzez wykrywanie zmian częstotliwości lub długości fali światła nazywana jest modulacją częstotliwości i długości fali światła.