Krótkie wprowadzenie do technologii modulatora laserowego

Krótkie wprowadzenie do laseramodulatortechnologia
Laser to fala elektromagnetyczna o wysokiej częstotliwości, która ze względu na swoją dobrą spójność, podobnie jak tradycyjne fale elektromagnetyczne (np. stosowane w radiu i telewizji), pełni funkcję fali nośnej do przesyłania informacji. Proces ładowania informacji do lasera nazywa się modulacją, a urządzenie realizujące ten proces nazywa się modulatorem. W tym procesie laser działa jako fala nośna, a sygnał o niskiej częstotliwości, który przesyła informację, nazywa się sygnałem modulowanym.
Modulację laserową zazwyczaj dzieli się na modulację wewnętrzną i zewnętrzną na dwa sposoby. Modulacja wewnętrzna: odnosi się do modulacji w procesie oscylacji lasera, czyli poprzez modulację sygnału w celu zmiany parametrów oscylacji lasera, wpływając w ten sposób na charakterystykę wyjściową lasera. Istnieją dwa sposoby modulacji wewnętrznej: 1. Bezpośrednie sterowanie zasilaniem pompującym lasera w celu regulacji intensywności wyjścia lasera. Używając sygnału do sterowania zasilaniem lasera, można kontrolować siłę wyjściową lasera za pomocą sygnału. 2. Elementy modulacyjne są umieszczone w rezonatorze, a ich właściwości fizyczne są kontrolowane przez sygnał, a następnie parametry rezonatora są zmieniane w celu uzyskania modulacji wyjścia lasera. Zaletą modulacji wewnętrznej jest wysoka wydajność modulacji, ale wadą jest to, że ponieważ modulator znajduje się we wnęce rezonansowej, zwiększy to straty we wnęce, zmniejszy moc wyjściową, a szerokość pasma modulatora będzie również ograniczona przez pasmo przenoszenia rezonatora. Modulacja zewnętrzna: oznacza, że ​​po uformowaniu lasera, modulator jest umieszczany na ścieżce optycznej poza laserem, a jego właściwości fizyczne ulegają zmianie wraz z modulowanym sygnałem. Przechodząc przez modulator, określony parametr fali świetlnej ulega modulacji. Zaletą modulacji zewnętrznej jest brak wpływu na moc wyjściową lasera i brak ograniczenia szerokości pasma kontrolera przez pasmo przenoszenia rezonatora. Wadą jest niska wydajność modulacji.
Modulację laserową można podzielić na modulację amplitudy, modulację częstotliwości, modulację fazy i modulację intensywności, w zależności od jej właściwości modulacyjnych. 1. Modulacja amplitudy: modulacja amplitudy to oscylacja, w której amplituda nośnej zmienia się zgodnie z prawem modulowanego sygnału. 2. Modulacja częstotliwości: moduluje sygnał w celu zmiany częstotliwości oscylacji lasera. 3. Modulacja fazy: moduluje sygnał w celu zmiany fazy oscylacji lasera.

Modulator intensywności elektrooptycznej
Zasada elektrooptycznej modulacji intensywności polega na realizacji modulacji intensywności zgodnie z zasadą interferencji światła spolaryzowanego, wykorzystując zjawisko elektrooptyczne kryształu. Zjawisko elektrooptyczne kryształu odnosi się do zjawiska zmiany współczynnika załamania światła kryształu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, co powoduje różnicę faz między światłem przechodzącym przez kryształ w różnych kierunkach polaryzacji, a tym samym zmianę stanu polaryzacji światła.

Elektrooptyczny modulator fazy
Zasada modulacji fazy elektrooptycznej: kąt fazowy oscylacji lasera zmienia się zgodnie z zasadą modulacji sygnału.

Oprócz opisanej powyżej elektrooptycznej modulacji intensywności i elektrooptycznej modulacji fazy, istnieje wiele rodzajów modulatorów laserowych, takich jak poprzeczny modulator elektrooptyczny, elektrooptyczny modulator fali bieżącej, elektrooptyczny modulator Kerra, modulator akustooptyczny, modulator magnetooptyczny, modulator interferencyjny i przestrzenny modulator światła.