02modulator elektrooptycznyImodulacja elektrooptycznagrzebień częstotliwości optycznej
Efekt elektrooptyczny odnosi się do efektu, że współczynnik załamania światła materiału zmienia się, gdy przyłożone jest pole elektryczne. Istnieją dwa główne rodzaje efektu elektrooptycznego, jeden to podstawowy efekt elektrooptyczny, znany również jako efekt Pokelsa, który odnosi się do liniowej zmiany współczynnika załamania światła materiału wraz z przyłożonym polem elektrycznym. Drugi to 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. Używając modulatora elektrooptycznego, możemy modulować fazę padającego światła, a na podstawie modulacji fazy, poprzez pewną konwersję, możemy również modulować intensywność lub polaryzację światła.
Istnieje kilka różnych klasycznych struktur, jak pokazano na Rysunku 2. (a), (b) i (c) są strukturami pojedynczego modulatora o prostej strukturze, ale szerokość linii generowanego grzebienia częstotliwości optycznej jest ograniczona przez szerokość pasma elektrooptycznego. Jeśli wymagany jest grzebień częstotliwości optycznej o wysokiej częstotliwości powtarzania, wymagane są dwa lub więcej modulatorów w kaskadzie, jak pokazano na Rysunku 2(d)(e). Ostatni typ struktury, która generuje grzebień częstotliwości optycznej, nazywa się rezonatorem elektrooptycznym, który jest modulatorem elektrooptycznym umieszczonym w rezonatorze, lub sam rezonator może wytwarzać efekt elektrooptyczny, jak pokazano na Rysunku 3.
Rys. 2 Kilka urządzeń eksperymentalnych do generowania grzebieni częstotliwości optycznych na podstawiemodulatory elektrooptyczne
Rys. 3 Struktury kilku wnęk elektrooptycznych
03 Charakterystyka grzebienia częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej
Zaleta pierwsza: możliwość dostrajania
Ponieważ źródłem światła jest strojony laser szerokospektralny, a modulator elektrooptyczny ma również określoną szerokość pasma częstotliwości roboczej, grzebień częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej jest również strojony częstotliwościowo. Oprócz strojonej częstotliwości, ponieważ generowanie przebiegu modulatora jest strojone, częstotliwość powtarzania powstałego grzebienia częstotliwości optycznej jest również strojona. Jest to zaleta, której nie mają grzebienie częstotliwości optycznej wytwarzane przez lasery z synchronizacją modów i mikrorezonatory.
Zaleta druga: częstotliwość powtarzania
Częstotliwość powtarzania jest nie tylko elastyczna, ale również może być osiągnięta bez zmiany sprzętu eksperymentalnego. Szerokość linii grzebienia częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej jest mniej więcej równa szerokości pasma modulacji, ogólna szerokość pasma komercyjnego modulatora elektrooptycznego wynosi 40 GHz, a częstotliwość powtarzania grzebienia częstotliwości optycznej modulacji elektrooptycznej może przekraczać szerokość pasma grzebienia częstotliwości optycznej generowaną przez wszystkie inne metody z wyjątkiem mikrorezonatora (który może osiągnąć 100 GHz).
Zaleta 3: kształtowanie widmowe
W porównaniu z grzebieniem optycznym wytwarzanym innymi metodami, kształt dysku optycznego w przypadku grzebienia optycznego z modulacją elektrooptyczną jest zdeterminowany przez szereg stopni swobody, takich jak sygnał częstotliwości radiowej, napięcie polaryzacji, polaryzacja padająca itp., które można wykorzystać do sterowania intensywnością różnych grzebieni w celu osiągnięcia celu kształtowania widmowego.
04 Zastosowanie grzebienia częstotliwości optycznej modulatora elektrooptycznego
W praktycznym zastosowaniu grzebienia częstotliwości optycznej modulatora elektrooptycznego można podzielić go na widma pojedynczego i podwójnego grzebienia. Odstęp między liniami widma pojedynczego grzebienia jest bardzo wąski, dzięki czemu można osiągnąć wysoką dokładność. Jednocześnie, w porównaniu z grzebieniem częstotliwości optycznej wytwarzanym przez laser z blokadą modów, urządzenie grzebienia częstotliwości optycznej modulatora elektrooptycznego jest mniejsze i lepiej dostrajalne. Spektrometr z podwójnym grzebieniem powstaje w wyniku interferencji dwóch spójnych pojedynczych grzebieni o nieznacznie różnych częstotliwościach powtarzania, a różnica w częstotliwości powtarzania to odstęp między liniami nowego widma grzebienia interferencyjnego. Technologia grzebienia częstotliwości optycznej może być stosowana w obrazowaniu optycznym, określaniu odległości, pomiarze grubości, kalibracji przyrządów, kształtowaniu widma dowolnego przebiegu, fotonice częstotliwości radiowych, komunikacji zdalnej, ukryciu optycznym i tak dalej.
FIG. 4 Scenariusz zastosowania grzebienia częstotliwości optycznej: na przykładzie pomiaru profilu pocisku o dużej prędkości
Czas publikacji: 19-12-2023