Co je to optický modulátor?
Optický modulátorse často používají k manipulaci s vlastnostmi světelných paprsků, jako jsou laserové paprsky. Zařízení může manipulovat s vlastnostmi paprsku, jako je optický výkon nebo fáze. Modulátor se podle povahy modulovaného paprsku nazývámodulátor intenzity, fázový modulátor, polarizační modulátor, prostorový optický modulátor atd. Různé typy modulátorů lze použít v různých aplikacích, jako je optická komunikace, zobrazovací zařízení, lasery s Q-spínaním nebo synchronizací módů a optické měření.
Typ optického modulátoru
Existuje několik různých typů modulátorů:
1. Akustooptický modulátor je modulátor založený na akustooptickém jevu. Používá se k přepínání nebo plynulé úpravě amplitudy laserového paprsku, změně světelné frekvence nebo změně směru prostoru.
2. Ten/ta/toelektrooptický modulátorvyužívá elektrooptický jev v Kerrsově boxu s bublinkou. Mohou modulovat stav polarizace, fázi nebo výkon paprsku, nebo být použity pro extrakci pulzů, jak je zmíněno v části o zesilovačích ultrakrátkých pulzů.
3. Modulátor elektrické absorpce je modulátor intenzity používaný v datovém vysílači v optické vláknové komunikaci.
(4) Modulátory interference, jako jsou Mach-Zehnderovy modulátory, se obvykle používají ve fotonických integrovaných obvodech pro optický přenos dat.
5. Modulátory optických vláken mohou být založeny na různých principech. Může se jednat o skutečné zařízení s optickými vlákny nebo o součástku těla obsahující pigtaily z vláken.
6. Modulátor z tekutých krystalů je vhodný pro použití v optických zobrazovacích zařízeních nebo tvarovačích pulzů. Mohou být také použity jako prostorové modulátory světla, což znamená, že propustnost se mění s prostorem, což lze využít v zobrazovacích zařízeních.
7. Modulační disk může periodicky měnit výkon paprsku, což se používá v některých specifických optických měřeních (například při použití lock-in zesilovačů).
8. Mikromechanické modulátory (mikromechanické systémy, MEMS), jako jsou křemíkové světelné ventily a dvourozměrná zrcadlová pole, jsou obzvláště důležité v projekčních displejích.
9. Objemové optické modulátory, jako jsou elektrooptické modulátory, mohou využívat velkou plochu paprsku a lze je použít i v situacích s vysokým výkonem. Modulátory s vláknovou vazbou, obvykle vlnovodové modulátory s vláknovými pigtaily, se snadno integrují do systémů s optickými vlákny.
Aplikace optického modulátoru
Optické modulátory mají širokou škálu uplatnění v mnoha oblastech. Následují hlavní oblasti použití optických modulátorů a jejich specifické aplikace:
1. Optická komunikace: V optických komunikačních systémech se optické modulátory používají k modulaci amplitudy, frekvence a fáze optických signálů za účelem přenosu informací. Běžně se používají v klíčových krocích, jako je fotoelektrická konverze, modulace optického signálu a demodulace. Elektrooptické modulátory jsou obzvláště důležité ve vysokorychlostních optických komunikačních systémech, které se používají k převodu elektronických signálů na optické signály a k realizaci kódování a přenosu dat. Modulací intenzity nebo fáze optického signálu lze realizovat funkce přepínání světla, řízení modulační rychlosti a modulace signálu.
2. Optické snímání: Optický modulátor může provádět měření a monitorování prostředí modulací charakteristik optického signálu. Například modulací fáze nebo amplitudy světla lze realizovat gyroskopy s optickými vlákny, senzory tlaku s optickými vlákny atd.
3. Optické ukládání a zpracování: Optické modulátory se používají pro aplikace optického ukládání a optického zpracování. V optické paměti lze optické modulátory použít k zápisu a čtení informací do a z optických médií. V optickém zpracování lze optický modulátor použít k formování, filtrování, modulaci a demodulaci optických signálů.
4. Optické zobrazování: optické modulátory lze použít k modulaci fáze a amplitudy světelného paprsku, čímž se mění charakteristiky obrazu v optickém zobrazování. Například modulátor světelného pole může implementovat dvourozměrnou fázovou modulaci pro změnu ohniskové vzdálenosti a hloubky zaostření paprsku.
5. Optické potlačení šumu: Optický modulátor dokáže řídit intenzitu a frekvenci světla, čímž snižuje nebo potlačuje optický šum v optickém systému. Může být použit v optických zesilovačích, laserech a systémech optických vláken ke zlepšení poměru signálu k šumu a výkonu systému.
6. Další aplikace: elektrooptické modulátory se používají také ve spektrální analýze, radarových systémech, lékařské diagnostice a dalších oblastech. Ve spektroskopii lze elektrooptický modulátor použít jako součást optického spektrálního analyzátoru pro spektrální analýzu a měření. V radarových systémech se elektrooptický modulátor používá pro modulaci a demodulaci signálu. V lékařské diagnostice se elektrooptické modulátory používají v optickém zobrazování a terapii.
Čas zveřejnění: 23. prosince 2024