Visão geral de quatro moduladores comuns

Visão geral de quatro moduladores comuns

Este artigo apresenta quatro métodos de modulação (alterando a amplitude do laser no domínio do tempo de nanossegundos ou subnanossegundos) que são mais comumente usados ​​em sistemas de laser de fibra. Estes incluem aom (modulação acouro-óptica), EOM (modulação eletro-óptica), SOM/SOA(amplificação de luz semicondutores também conhecida como modulação semicondutores) emodulação direta a laser. Entre eles, aom,Eom, SOM pertence à modulação externa ou modulação indireta.

1. Modulador acouro-óptico (AOM)

A modulação acosto-óptica é um processo físico que utiliza efeito acouroptico para carregar informações em transportador óptico. Ao modular, o sinal elétrico (modulação de amplitude) é primeiro aplicado ao transdutor eletroacústico, que converte o sinal elétrico em campo ultrassônico. Quando a onda de luz passa pelo meio acouroptic, o transportador óptico é modulado e se torna uma onda modulada por intensidade que transporta informações devido à ação acosto-óptica

2. Modulador eletro-óptico(EOM)

Um modulador eletro-óptico é um modulador que utiliza os efeitos eletro-ópticos de certos cristais eletro-ópticos, como cristais de niobato de lítio (LINB03), cristais de GaAs (GAAs) e cristais de tantalato de lítio (lita03). O efeito eletro-óptico é que, quando a tensão é aplicada ao cristal eletro-óptico, o índice de refração do cristal eletro-óptico mudará, resultando em alterações nas características das ondas de luz do cristal e a modulação da fase, amplitude, intensidade e estado de polarização do sinal óptico é realizado.

Figura: Configuração típica do circuito do driver EOM

3. Modulador óptico semicondutor/amplificador óptico semicondutor (SOM/SOA)

O amplificador óptico de semicondutores (SOA) é geralmente usado para amplificação de sinal óptico, que tem as vantagens de chip, baixo consumo de energia, suporte para todas as bandas etc. e é uma alternativa futura aos amplificadores ópticos tradicionais como o EDFA (Amplificador de fibra dopado com erbio). Um modulador óptico de semicondutor (SOM) é o mesmo dispositivo que um amplificador óptico semicondutor, mas a maneira como é usada é ligeiramente diferente da maneira como é usada com um amplificador de SOA tradicional e os indicadores em que se concentra quando é usado como modulador de luz são ligeiramente diferentes dos usados ​​como amplificador. Quando usado para amplificação do sinal óptico, uma corrente de acionamento estável é geralmente fornecida ao SOA para garantir que a SOA funcione na região linear; Quando é usado para modular pulsos ópticos, ele insere sinais ópticos contínuos no SOA, usa pulsos elétricos para controlar a corrente de acionamento SOA e, em seguida, controlar o estado de saída SOA como amplificação/atenuação. Usando as características de amplificação e atenuação do SOA, esse modo de modulação foi gradualmente aplicado a alguns novos aplicativos, como detecção de fibra óptica, Lidar, OCT Medical Imaging e outros campos. Especialmente para alguns cenários que requerem volume relativamente alto, consumo de energia e taxa de extinção.

4. A modulação direta a laser também pode modular o sinal óptico controlando diretamente a corrente de polarização do laser, como mostrado na figura abaixo, uma largura de pulso de nanossegundos de 3 nanossegundos é obtida através da modulação direta. Pode -se observar que há um pico no início do pulso, que é provocado pelo relaxamento do transportador a laser. Se você deseja obter um pulso de cerca de 100 picossegundos, pode usar esse pico. Mas geralmente não queremos ter esse pico.

Resumir

AOM é adequado para saída de potência óptica em alguns watts e possui uma função de mudança de frequência. O EOM é rápido, mas a complexidade do acionamento é alta e a taxa de extinção é baixa. SOM (SOA) é a solução ideal para velocidade de GHz e alta taxa de extinção, com baixo consumo de energia, miniaturização e outros recursos. Diodos diretos a laser são a solução mais barata, mas esteja ciente das mudanças nas características espectrais. Cada esquema de modulação tem suas próprias vantagens e desvantagens, e é importante entender com precisão os requisitos de aplicação ao escolher um esquema e estar familiarizado com as vantagens e desvantagens de cada esquema e escolher o esquema mais adequado. Por exemplo, na detecção de fibras distribuídas, a OMA tradicional é a principal, mas em alguns novos projetos de sistema, o uso de esquemas de SOA está crescendo rapidamente, em alguns esquemas tradicionais do lidar eólico que usam a AOM de dois estágios, o novo projeto de esquema para reduzir o custo, reduzir o tamanho e melhorar a matrícula de extinção, o esquema de esquema é adotado. No sistema de comunicação, o sistema de baixa velocidade geralmente adota o esquema de modulação direta, e o sistema de alta velocidade geralmente usa o esquema de modulação eletro-óptica.