02مدولاتور الکترواپتیکیومدولاسیون الکترواپتیکیشانه فرکانس نوری
اثر الکترواپتیکی به اثری اشاره دارد که ضریب شکست یک ماده هنگام اعمال میدان الکتریکی تغییر می‌کند. دو نوع اصلی اثر الکترواپتیکی وجود دارد، یکی اثر الکترواپتیکی اولیه است که با نام اثر پوکلز نیز شناخته می‌شود و به تغییر خطی ضریب شکست ماده با میدان الکتریکی اعمال شده اشاره دارد. دیگری اثر الکترواپتیکی ثانویه است که با نام اثر کر نیز شناخته می‌شود و در آن تغییر در ضریب شکست ماده متناسب با مربع میدان الکتریکی است. اکثر مدولاتورهای الکترواپتیکی بر اساس اثر پوکلز ساخته شده‌اند. با استفاده از مدولاتور الکترواپتیکی، می‌توانیم فاز نور فرودی را مدوله کنیم و بر اساس مدولاسیون فاز، از طریق یک تبدیل خاص، می‌توانیم شدت یا قطبش نور را نیز مدوله کنیم.
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، چندین ساختار کلاسیک مختلف وجود دارد. (الف)، (ب) و (ج) همگی ساختارهای مدولاتور منفرد با ساختار ساده هستند، اما پهنای خط شانه فرکانس نوری تولید شده توسط پهنای باند الکترواپتیکی محدود می‌شود. اگر یک شانه فرکانس نوری با فرکانس تکرار بالا مورد نیاز باشد، دو یا چند مدولاتور به صورت آبشاری مورد نیاز است، همانطور که در شکل 2(د)(ه) نشان داده شده است. آخرین نوع ساختاری که یک شانه فرکانس نوری تولید می‌کند، تشدیدگر الکترواپتیکی نامیده می‌شود، که مدولاتور الکترواپتیکی است که در تشدیدگر قرار می‌گیرد، یا خود تشدیدگر می‌تواند یک اثر الکترواپتیکی ایجاد کند، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است.
شکل ۲. چندین دستگاه آزمایشی برای تولید شانه‌های فرکانس نوری بر اساسمدولاتورهای الکترواپتیکی
شکل 3 ساختار چندین کاواک الکترواپتیکی
03 ویژگی‌های شانه فرکانس نوری مدولاسیون الکترواپتیکی
مزیت اول: قابلیت تنظیم
از آنجایی که منبع نور یک لیزر طیف گسترده قابل تنظیم است و مدولاتور الکترواپتیکی نیز دارای پهنای باند فرکانسی عملیاتی خاصی است، شانه فرکانس نوری مدولاسیون الکترواپتیکی نیز قابل تنظیم فرکانسی است. علاوه بر فرکانس قابل تنظیم، از آنجایی که تولید شکل موج مدولاتور قابل تنظیم است، فرکانس تکرار شانه فرکانس نوری حاصل نیز قابل تنظیم است. این مزیتی است که شانه‌های فرکانس نوری تولید شده توسط لیزرهای قفل‌شده با مد و میکرو تشدیدگرها ندارند.
مزیت دوم: فراوانی تکرار
نرخ تکرار نه تنها انعطاف‌پذیر است، بلکه می‌توان بدون تغییر تجهیزات آزمایشگاهی به آن دست یافت. پهنای خط شانه فرکانس نوری مدولاسیون الکترواپتیکی تقریباً معادل پهنای باند مدولاسیون است، پهنای باند مدولاتور الکترواپتیکی تجاری عمومی 40 گیگاهرتز است و فرکانس تکرار شانه فرکانس نوری مدولاسیون الکترواپتیکی می‌تواند از پهنای باند شانه فرکانس نوری تولید شده توسط سایر روش‌ها به جز میکرو رزوناتور (که می‌تواند به 100 گیگاهرتز برسد) فراتر رود.
مزیت ۳: شکل‌دهی طیفی
در مقایسه با شانه نوری تولید شده به روش‌های دیگر، شکل دیسک نوری شانه نوری مدوله شده الکترواپتیکی توسط تعدادی از درجات آزادی، مانند سیگنال فرکانس رادیویی، ولتاژ بایاس، قطبش تابشی و غیره تعیین می‌شود که می‌توان از آنها برای کنترل شدت شانه‌های مختلف برای دستیابی به هدف شکل‌دهی طیفی استفاده کرد.
04 کاربرد شانه فرکانس نوری مدولاتور الکترواپتیکی
در کاربرد عملی شانه فرکانس نوری مدولاتور الکترواپتیکی، می‌توان آن را به طیف‌های شانه‌ای تکی و دوتایی تقسیم کرد. فاصله خطوط طیف شانه‌ای تکی بسیار باریک است، بنابراین می‌توان به دقت بالایی دست یافت. در عین حال، در مقایسه با شانه فرکانسی نوری تولید شده توسط لیزر قفل‌شده با مد، دستگاه شانه فرکانسی نوری مدولاتور الکترواپتیکی کوچک‌تر و قابل تنظیم‌تر است. طیف‌سنج شانه‌ای دوتایی با تداخل دو شانه منفرد منسجم با فرکانس‌های تکرار کمی متفاوت تولید می‌شود و تفاوت در فرکانس تکرار، فاصله خطوط طیف شانه تداخلی جدید است. فناوری شانه فرکانسی نوری را می‌توان در تصویربرداری نوری، فاصله‌یابی، اندازه‌گیری ضخامت، کالیبراسیون ابزار، شکل‌دهی طیف موج دلخواه، فوتونیک فرکانس رادیویی، ارتباط از راه دور، پنهان‌کاری نوری و غیره استفاده کرد.
شکل ۴. سناریوی کاربردی شانه فرکانس نوری: با در نظر گرفتن اندازه‌گیری پروفیل گلوله پرسرعت به عنوان مثال
زمان ارسال: ۱۹ دسامبر ۲۰۲۳