Modulador ópticoUtilizado para controlar a intensidade da luz, classificação de efeitos eletro-ópticos, termo-ópticos, acusto-ópticos e totalmente ópticos, teoria básica do efeito eletro-óptico.
O modulador óptico é um dos dispositivos ópticos integrados mais importantes em comunicações ópticas de alta velocidade e curto alcance. De acordo com seu princípio de modulação, os moduladores de luz podem ser divididos em eletro-ópticos, termo-ópticos, acusto-ópticos, totalmente ópticos, etc., e baseiam-se em diversas formas de efeitos, como o eletro-óptico, o acusto-óptico, o magneto-óptico, o efeito Franz-Keldysh, o efeito Stark de poço quântico e o efeito de dispersão de portadores.
Omodulador eletro-ópticoÉ um dispositivo que regula o índice de refração, a absortividade, a amplitude ou a fase da luz emitida através da variação da tensão ou do campo elétrico. É superior a outros tipos de moduladores em termos de perdas, consumo de energia, velocidade e integração, sendo também o modulador mais utilizado atualmente. No processo de transmissão, retransmissão e recepção óptica, o modulador óptico é utilizado para controlar a intensidade da luz, desempenhando um papel fundamental.
O objetivo da modulação de luz é transformar o sinal desejado ou a informação transmitida, incluindo a "eliminação do sinal de fundo, a eliminação de ruído e a anti-interferência", de forma a facilitar o processamento, a transmissão e a detecção.
Os tipos de modulação podem ser divididos em duas grandes categorias, dependendo de onde a informação é carregada na onda de luz:
Uma delas é a potência de acionamento da fonte de luz modulada pelo sinal elétrico; a outra é modular a transmissão diretamente.
O primeiro é usado principalmente para comunicação óptica, e o segundo, principalmente para sensoriamento óptico. Em resumo: modulação interna e modulação externa.
De acordo com o método de modulação, o tipo de modulação é:
3) Modulação de polarização;
4) Modulação de frequência e comprimento de onda.
1.1, modulação de intensidade
A modulação da intensidade da luz utiliza a intensidade da luz como objeto de modulação, empregando fatores externos para medir a corrente contínua (CC) ou a variação lenta do sinal luminoso, convertendo-a em uma variação de frequência mais rápida. Esse sinal é então amplificado por um amplificador de seleção de frequência CA, que posteriormente realiza a medição contínua.
1.2, modulação de fase
O princípio de usar fatores externos para alterar a fase das ondas de luz e medir grandezas físicas detectando mudanças de fase é chamado de modulação de fase óptica.
A fase da onda de luz é determinada pelo comprimento físico da propagação da luz, pelo índice de refração do meio de propagação e sua distribuição, ou seja, a mudança de fase da onda de luz pode ser gerada alterando os parâmetros acima para obter a modulação de fase.
Como o detector de luz geralmente não consegue perceber a mudança de fase da onda de luz, devemos usar a tecnologia de interferência da luz para transformar a mudança de fase em mudança de intensidade luminosa, a fim de detectar grandezas físicas externas. Portanto, a modulação de fase óptica deve incluir duas partes: uma é o mecanismo físico de geração da mudança de fase da onda de luz; a segunda é a interferência da luz.
1.3. Modulação de polarização
A maneira mais simples de modular a luz é girar dois polarizadores um em relação ao outro. De acordo com o teorema de Malus, a intensidade da luz emitida é I = I₀cos²α.
Onde: I0 representa a intensidade da luz transmitida pelos dois polarizadores quando o plano principal é o mesmo; Alpha representa o ângulo entre os planos principais dos dois polarizadores.
1.4 Modulação de frequência e comprimento de onda
O princípio de usar fatores externos para alterar a frequência ou o comprimento de onda da luz e medir grandezas físicas externas detectando mudanças na frequência ou no comprimento de onda da luz é chamado de modulação de frequência e comprimento de onda da luz.
Data da publicação: 01/08/2023