Krótkie wprowadzenie do technologii modulatora laserowego

Krótkie wprowadzenie do laseramodulatortechnologia
Laser jest falą elektromagnetyczną o wysokiej częstotliwości, ze względu na jej dobrą spójność, podobnie jak tradycyjne fale elektromagnetyczne (takie jak stosowane w radiu i telewizji), jako fala nośna do przesyłania informacji. Proces ładowania informacji do lasera nazywa się modulacją, a urządzenie, które wykonuje ten proces, nazywa się modulatorem. W tym procesie laser działa jako nośny, podczas gdy sygnał o niskiej częstotliwości, który przesyła informacje, 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 przez 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 dostosowania intensywności wyjścia lasera. Poprzez użycie sygnału do sterowania zasilaniem lasera, siła wyjściowa lasera może być kontrolowana przez sygnał. 2. Elementy modulacyjne są umieszczane w rezonatorze, a właściwości fizyczne tych elementów modulacyjnych są kontrolowane przez sygnał, a następnie parametry rezonatora są zmieniane w celu uzyskania modulacji wyjścia lasera. Zaletą modulacji wewnętrznej jest to, że wydajność modulacji jest wysoka, ale wadą jest to, że ponieważ modulator znajduje się we wnęce, zwiększy on stratę we wnęce, zmniejszy moc wyjściową, a szerokość pasma modulatora będzie również ograniczona przez pasmo przepustowe rezonatora. Modulacja zewnętrzna: oznacza, że ​​po utworzeniu lasera modulator jest umieszczany na ścieżce optycznej poza laserem, a właściwości fizyczne modulatora są zmieniane za pomocą zmodulowanego sygnału, a gdy laser przechodzi przez modulator, pewien parametr fali świetlnej zostanie zmodulowany. Zalety modulacji zewnętrznej polegają na tym, że moc wyjściowa lasera nie jest naruszona, a szerokość pasma kontrolera nie jest ograniczona przez pasmo przepustowe 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 przy użyciu efektu elektrooptycznego kryształu. Efekt elektrooptyczny kryształu odnosi się do zjawiska, w którym współczynnik załamania kryształu zmienia się pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, co powoduje różnicę faz między światłem przechodzącym przez kryształ w różnych kierunkach polaryzacji, tak że zmienia się stan polaryzacji światła.

Modulator fazy elektrooptycznej
Zasada elektrooptycznej modulacji fazy: 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.