Co to jest modulator optyczny?

Co to jest modulator optyczny?

Modulator optycznysą często używane do manipulowania właściwościami wiązek światła, takich jak wiązki laserowe. Urządzenie może manipulować właściwościami wiązki, takimi jak moc optyczna czy faza. Nazywa się modulator ze względu na charakter modulowanej wiązkimodulator intensywności, modulator fazy, modulator polaryzacji, przestrzenny modulator optyczny itp. Różne typy modulatorów mogą być stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak komunikacja światłowodowa, urządzenia wyświetlające, lasery z przełączaniem Q lub z synchronizacją modów oraz pomiary optyczne.

Typ modulatora optycznego

Istnieje kilka różnych typów modulatorów:

1. Modulator akustooptyczny to modulator wykorzystujący efekt akustooptyczny. Służą do przełączania lub ciągłej regulacji amplitudy wiązki laserowej, zmiany częstotliwości światła lub zmiany kierunku przestrzeni.

2. Themodulator elektrooptycznywykorzystuje efekt elektrooptyczny w bąbelkowej skrzynce Kerrsa. Mogą modulować stan polaryzacji, fazę lub moc wiązki lub być wykorzystywane do ekstrakcji impulsów, jak wspomniano w części dotyczącej wzmacniaczy ultrakrótkich impulsów.

3. Modulator absorpcji elektrycznej to modulator natężenia stosowany w nadajniku danych w komunikacji światłowodowej.

(4) Modulatory interferencyjne, takie jak modulatory Macha-Zehndera, są zwykle stosowane w fotonicznych układach scalonych do optycznej transmisji danych.

5. Modulatory światłowodowe mogą opierać się na różnych zasadach. Może to być prawdziwe urządzenie światłowodowe lub element korpusu zawierający pigtaile światłowodowe.

6. Modulator ciekłokrystaliczny nadaje się do stosowania w optycznych urządzeniach wyświetlających lub układach kształtujących impulsy. Można je również stosować jako przestrzenne modulatory światła, co oznacza, że ​​transmisja zmienia się w zależności od przestrzeni, co można wykorzystać w urządzeniach wyświetlających.

7. Dysk modulacyjny może okresowo zmieniać moc wiązki, która jest wykorzystywana w niektórych specyficznych pomiarach optycznych (np. przy użyciu wzmacniaczy lock-in).

8. Modulatory mikromechaniczne (systemy mikromechaniczne, MEMS), takie jak krzemowe zawory świetlne i dwuwymiarowe układy luster, są szczególnie ważne w wyświetlaczach projekcyjnych.

9. Masowe modulatory optyczne, takie jak modulatory elektrooptyczne, mogą wykorzystywać dużą powierzchnię wiązki i można je również stosować w sytuacjach wymagających dużej mocy. Modulatory sprzężone ze światłowodami, zwykle modulatory falowodowe z pigtailami światłowodowymi, można łatwo zintegrować z systemami światłowodowymi.

‌

Zastosowanie modulatora optycznego

Modulatory optyczne mają szeroki zakres zastosowań w wielu dziedzinach. Poniżej przedstawiono główne obszary zastosowań modulatorów optycznych i ich specyficzne zastosowania:

1. Komunikacja optyczna: W systemach komunikacji optycznej modulatory optyczne służą do modulowania amplitudy, częstotliwości i fazy sygnałów optycznych w celu przesyłania informacji. Jest powszechnie stosowany w kluczowych etapach, takich jak konwersja fotoelektryczna, modulacja i demodulacja sygnału optycznego. Modulatory elektrooptyczne są szczególnie ważne w szybkich systemach komunikacji optycznej, które służą do konwersji sygnałów elektronicznych na sygnały optyczne oraz realizują kodowanie i transmisję danych. Modulując intensywność lub fazę sygnału optycznego, można realizować funkcje przełączania światła, kontroli szybkości modulacji i modulacji sygnału

2. Wykrywanie optyczne: Modulator optyczny może realizować pomiary i monitorowanie środowiska poprzez modulację charakterystyki sygnału optycznego. Na przykład poprzez modulację fazy lub amplitudy światła można zrealizować żyroskopy światłowodowe, światłowodowe czujniki ciśnienia itp.

3. Przechowywanie i przetwarzanie optyczne: Modulatory optyczne są stosowane w zastosowaniach związanych z przechowywaniem i przetwarzaniem optycznym. W pamięci optycznej modulatory optyczne mogą służyć do zapisywania i odczytywania informacji na nośnikach optycznych i z nich. W przetwarzaniu optycznym modulator optyczny można stosować do tworzenia, filtrowania, modulacji i demodulacji sygnałów optycznych

4. Obrazowanie optyczne: modulatory optyczne mogą służyć do modulowania fazy i amplitudy wiązki światła, zmieniając w ten sposób charakterystykę obrazu w obrazowaniu optycznym. Na przykład modulator pola świetlnego może wdrożyć dwuwymiarową modulację fazową w celu zmiany ogniskowej i głębokości ogniskowania wiązki

5. Kontrola szumu optycznego: Modulator optyczny może kontrolować natężenie i częstotliwość światła, redukując lub tłumiąc w ten sposób szum optyczny w układzie optycznym. Można go stosować we wzmacniaczach optycznych, laserach i światłowodowych systemach transmisji w celu poprawy stosunku sygnału do szumu i wydajności systemu.

6. Inne zastosowania: modulatory elektrooptyczne są również stosowane w analizie widmowej, systemach radarowych, diagnostyce medycznej i innych dziedzinach. W spektroskopii modulator elektrooptyczny może być stosowany jako element analizatora widma optycznego do analizy i pomiaru widma. W systemie radarowym modulator elektrooptyczny służy do modulacji i demodulacji sygnału. W diagnostyce medycznej modulatory elektrooptyczne stosuje się w obrazowaniu optycznym i terapii.