02modulator elektrooptycznyImodulacja elektrooptycznaoptyczny grzebień częstotliwości
Efekt elektrooptyczny odnosi się do efektu zmiany współczynnika załamania światła materiału pod wpływem pola elektrycznego. Istnieją dwa główne rodzaje efektu elektrooptycznego. Jednym z nich jest pierwotny efekt elektrooptyczny, znany również jako efekt Pokelsa, który odnosi się do liniowej zmiany współczynnika załamania światła materiału pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Drugim jest wtórny efekt elektrooptyczny, znany również jako efekt Kerra, w którym zmiana współczynnika załamania światła materiału jest proporcjonalna do kwadratu pola elektrycznego. Większość modulatorów elektrooptycznych opiera się na efekcie Pokelsa. Za pomocą modulatora elektrooptycznego możemy modulować fazę padającego światła, a na podstawie modulacji fazowej, poprzez pewną konwersję, możemy również modulować natężenie lub polaryzację światła.
Istnieje kilka różnych klasycznych struktur, jak pokazano na rysunku 2. (a), (b) i (c) to struktury z pojedynczym modulatorem o prostej strukturze, ale szerokość linii generowanego grzebienia częstotliwości optycznej jest ograniczona przez elektrooptyczne przepustowość łącza. Jeśli wymagany jest grzebień częstotliwości optycznej o dużej częstotliwości powtarzania, wymagane są dwa lub więcej modulatorów w kaskadzie, jak pokazano na rysunku 2 (d) (e). Ostatni typ konstrukcji generującej grzebień częstotliwości optycznej nazywany jest rezonatorem elektrooptycznym, czyli modulatorem elektrooptycznym umieszczonym w rezonatorze lub sam rezonator może wytwarzać efekt elektrooptyczny, jak pokazano na rysunku 3.
FIGA. 2 Kilka eksperymentalnych urządzeń do generowania optycznych grzebieni częstotliwości w oparciu omodulatory elektrooptyczne
FIGA. 3 Struktury kilku wnęk elektrooptycznych
03 Charakterystyka grzebienia częstotliwości optycznej z modulacją elektrooptyczną
Zaleta pierwsza: przestrajalność
Ponieważ źródłem światła jest przestrajalny laser o szerokim spektrum, a modulator elektrooptyczny ma również określoną szerokość pasma częstotliwości roboczej, optyczny grzebień częstotliwości modulacji elektrooptycznej również jest przestrajalny. Oprócz przestrajalnej częstotliwości, ponieważ generacja kształtu fali modulatora jest przestrajalna, przestrajalna jest także częstotliwość powtarzania powstałego grzebienia częstotliwości optycznej. Jest to zaleta, której nie mają optyczne grzebienie częstotliwości wytwarzane przez lasery z synchronizacją modów i mikrorezonatory.
Zaleta druga: częstotliwość powtarzania
Częstotliwość powtarzania jest nie tylko elastyczna, ale można ją również osiągnąć bez zmiany sprzętu doświadczalnego. Szerokość linii grzebienia częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej jest w przybliżeniu równa szerokości pasma modulacji, ogólna szerokość pasma komercyjnego modulatora elektrooptycznego wynosi 40 GHz, a częstotliwość powtarzania grzebienia częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej może przekraczać wygenerowaną szerokość pasma grzebienia częstotliwości optycznej wszystkimi innymi metodami z wyjątkiem mikrorezonatora (który może osiągnąć częstotliwość 100 GHz).
Zaleta 3: kształtowanie widma
W porównaniu z grzebieniem optycznym wytwarzanym innymi sposobami, kształt dysku optycznego modulowanego elektrooptycznie grzebienia optycznego jest określony przez szereg stopni swobody, takich jak sygnał o częstotliwości radiowej, napięcie polaryzacji, polaryzacja padająca itp., które można określić służy do kontrolowania intensywności różnych grzebieni w celu osiągnięcia celu kształtowania widma.
04 Zastosowanie modulatora elektrooptycznego, grzebienia częstotliwości optycznych
W praktycznym zastosowaniu grzebienia częstotliwości optycznej modulatora elektrooptycznego można go podzielić na widma pojedynczego i podwójnego grzebienia. Odstępy między liniami widma pojedynczego grzebienia są bardzo wąskie, dzięki czemu można osiągnąć wysoką dokładność. Jednocześnie, w porównaniu z optycznym grzebieniem częstotliwości wytwarzanym przez laser z synchronizacją modów, urządzenie modulatora elektrooptycznego, optycznego grzebienia częstotliwości jest mniejsze i lepiej przestrajalne. Spektrometr z podwójnym grzebieniem powstaje w wyniku interferencji dwóch spójnych pojedynczych grzebieni o nieco różnych częstotliwościach powtarzania, a różnica w częstotliwości powtarzania jest odstępem między liniami nowego widma grzebienia interferencyjnego. Technologię grzebienia częstotliwości optycznej można stosować w obrazowaniu optycznym, określaniu odległości, pomiarach grubości, kalibracji przyrządów, kształtowaniu widma przebiegów arbitralnych, fotonice częstotliwości radiowych, komunikacji zdalnej, ukrywaniu optycznym i tak dalej.
FIGA. 4 Scenariusz zastosowania grzebienia częstotliwości optycznej: Na przykładzie pomiaru profilu pocisku o dużej prędkości
Czas publikacji: 19 grudnia 2023 r