نمای کلی از چهار تعدیل کننده مشترک

نمای کلی از چهار تعدیل کننده مشترک

در این مقاله چهار روش مدولاسیون (تغییر دامنه لیزر در دامنه نانو ثانیه یا زیرنویس ثانیه) که بیشتر در سیستم های لیزر فیبر مورد استفاده قرار می گیرند ، معرفی شده است. اینها شامل AOM (مدولاسیون آکوستیک-نوری) ، EOM (مدولاسیون الکترو نوری) ، SOM/سعید(تقویت نور نیمه هادی که به عنوان مدولاسیون نیمه هادی نیز شناخته می شود) ، ومدولاسیون لیزر مستقیمبشر در میان آنها ، AOM ،اوم، SOM متعلق به مدولاسیون خارجی یا مدولاسیون غیرمستقیم است.

1. تعدیل کننده آکوستیک-نوری (AOM)

مدولاسیون Acoustto-Optic یک فرآیند فیزیکی است که از اثر آکوستیک-نوری برای بارگیری اطلاعات بر روی حامل نوری استفاده می کند. هنگام تعدیل ، سیگنال الکتریکی (مدولاسیون دامنه) برای اولین بار به مبدل الکترو آکوستیک اعمال می شود ، که سیگنال الکتریکی را به میدان اولتراسونیک تبدیل می کند. هنگامی که موج نور از محیط آکوستیک-نوری عبور می کند ، حامل نوری تعدیل می شود و به دلیل عملکرد آکوستیک-نوری ، به یک موج تعدیل شده با شدت تبدیل می شود

2. تعدیل کننده الکترو نوری(EOM)

یک تعدیل کننده الکترو نوری یک تعدیل کننده است که از اثرات الکترو نوری برخی از بلورهای الکترو نوری مانند بلورهای لیتیوم نیوبات (LINB03) ، بلورهای GAAS (GAAS) و بلورهای تانتالات لیتیوم (LITA03) استفاده می کند. اثر الکترو نوری این است که وقتی ولتاژ به کریستال الکترو نوری اعمال می شود ، ضریب شکست کریستال الکترو نوری تغییر می کند و در نتیجه تغییر در خصوصیات موج نور کریستال ایجاد می شود و مدولاسیون فاز ، دامنه ، شدت و حالت قطبش سیگنال نوری تحقق می یابد.

شکل: پیکربندی معمولی مدار درایور EOM

3. تعدیل کننده نوری نیمه هادی/تقویت کننده نوری نیمه هادی (SOM/SOA)

تقویت کننده نوری نیمه هادی (SOA) معمولاً برای تقویت سیگنال نوری استفاده می شود ، که دارای مزایای تراشه ، مصرف کم مصرف ، پشتیبانی از همه باندها و غیره است و یک جایگزین آینده برای تقویت کننده های نوری سنتی مانند EDFA است (تقویت کننده فیبر دوپ شده erbium). یک تعدیل کننده نوری نیمه هادی (SOM) همان وسیله ای است که یک تقویت کننده نوری نیمه هادی است ، اما نحوه استفاده از آن کمی متفاوت از روشی است که با یک تقویت کننده سنتی SOA استفاده می شود ، و شاخص هایی که در آن به عنوان تعدیل کننده نور از آن استفاده می شود کمی متفاوت از مواردی است که به عنوان تقویت کننده استفاده می شود. هنگامی که برای تقویت سیگنال نوری استفاده می شود ، یک جریان رانندگی پایدار معمولاً به SOA ارائه می شود تا اطمینان حاصل شود که SOA در منطقه خطی کار می کند. هنگامی که از آن برای تعدیل پالس های نوری استفاده می شود ، سیگنال های نوری مداوم را به SOA وارد می کند ، از پالس های الکتریکی برای کنترل جریان درایو SOA استفاده می کند و سپس حالت خروجی SOA را به عنوان تقویت/میرایی کنترل می کند. با استفاده از ویژگی های تقویت و کاهش SOA ، این حالت مدولاسیون به تدریج در مورد برخی از برنامه های جدید مانند سنجش فیبر نوری ، LIDAR ، تصویربرداری پزشکی OCT و سایر زمینه ها اعمال شده است. به خصوص برای برخی از سناریوهایی که نیاز به حجم نسبتاً بالا ، مصرف انرژی و نسبت انقراض دارند.

4. مدولاسیون مستقیم لیزر همچنین می تواند با کنترل مستقیم جریان تعصب لیزر ، سیگنال نوری را تعدیل کند ، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، یک عرض پالس 3 نانو ثانیه از طریق مدولاسیون مستقیم بدست می آید. مشاهده می شود که در ابتدای پالس سنبله وجود دارد که با آرامش حامل لیزر به وجود می آید. اگر می خواهید پالس حدود 100 پیکوس ثانیه بدست آورید ، می توانید از این سنبله استفاده کنید. اما معمولاً نمی خواهیم این سنبله را داشته باشیم.

خلاصه کردن

AOM برای تولید انرژی نوری در چند وات مناسب است و دارای عملکرد تغییر فرکانس است. EOM سریع است ، اما پیچیدگی درایو زیاد است و نسبت انقراض کم است. SOM (SOA) راه حل بهینه برای سرعت GHz و نسبت انقراض بالا است ، با مصرف انرژی کم ، مینیاتوریزاسیون و سایر ویژگی ها. دیودهای لیزر مستقیم ارزانترین راه حل هستند ، اما از تغییرات در خصوصیات طیفی آگاه باشید. هر طرح مدولاسیون مزایا و معایب خاص خود را دارد و مهم است که هنگام انتخاب یک طرح ، نیازهای برنامه را به طور دقیق درک کنید و با مزایا و مضرات هر طرح آشنا باشید و مناسب ترین طرح را انتخاب کنید. به عنوان مثال ، در سنجش فیبر توزیع شده ، AOM سنتی اصلی است ، اما در برخی از طرح های جدید سیستم ، استفاده از طرح های SOA به سرعت در حال رشد است ، در برخی از طرح های سنتی لیدر بادی از AOM دو مرحله ای استفاده می کند ، طرح طرح جدید به منظور کاهش هزینه ، کاهش اندازه و بهبود نسبت انقراض ، SOA SCEME به تصویب می رسد. در سیستم ارتباطی ، سیستم سرعت کم معمولاً طرح مدولاسیون مستقیم را اتخاذ می کند و سیستم با سرعت بالا معمولاً از طرح مدولاسیون الکترو نوری استفاده می کند.