Co je to elektrooptický modulátor optického frekvenčního hřebenu? Druhá část

02elektrooptický modulátoraelektrooptická modulaceoptický frekvenční hřeben

Elektrooptický jev označuje jev, při kterém se index lomu materiálu mění působením elektrického pole. Existují dva hlavní druhy elektrooptických jevů. Jedním je primární elektrooptický jev, známý také jako Pokelsův jev, který se týká lineární změny indexu lomu materiálu s aplikovaným elektrickým polem. Druhým je sekundární elektrooptický jev, známý také jako Kerrův jev, při kterém je změna indexu lomu materiálu úměrná druhé mocnině elektrického pole. Většina elektrooptických modulátorů je založena na Pokelsově jevu. Pomocí elektrooptického modulátoru můžeme modulovat fázi dopadajícího světla a na základě fázové modulace, prostřednictvím určité konverze, můžeme také modulovat intenzitu nebo polarizaci světla.

Existuje několik různých klasických struktur, jak je znázorněno na obrázku 2. (a), (b) a (c) jsou všechny struktury s jedním modulátorem s jednoduchou strukturou, ale šířka čáry generovaného optického frekvenčního hřebenu je omezena elektrooptickou šířkou pásma. Pokud je vyžadován optický frekvenční hřeben s vysokou opakovací frekvencí, jsou zapotřebí dva nebo více modulátorů v kaskádě, jak je znázorněno na obrázku 2(d)(e). Poslední typ struktury, která generuje optický frekvenční hřeben, se nazývá elektrooptický rezonátor, což je elektrooptický modulátor umístěný v rezonátoru, nebo samotný rezonátor může produkovat elektrooptický efekt, jak je znázorněno na obrázku 3.

Obr. 2 Několik experimentálních zařízení pro generování optických frekvenčních hřebenů na základěelektrooptické modulátory

Obr. 3 Struktury několika elektrooptických dutin
03 Charakteristiky optického frekvenčního hřebene s elektrooptickou modulací

Výhoda jedna: laditelnost

Protože zdrojem světla je laditelný širokospektrální laser a elektrooptický modulátor má také určitou provozní frekvenční šířku pásma, je optický frekvenční hřeben elektrooptického modulování také frekvenčně laditelný. Kromě laditelné frekvence je laditelná i opakovací frekvence výsledného optického frekvenčního hřebene, protože je laditelná generace tvaru vlny modulátoru. Tuto výhodu optické frekvenční hřebeny vytvořené lasery s synchronizací módů a mikrorezonátory nemají.

Výhoda dvě: frekvence opakování

Opakovací frekvence je nejen flexibilní, ale lze jí dosáhnout i bez změny experimentálního vybavení. Šířka čáry elektrooptické modulační optické frekvenční hřebenové struktury je zhruba ekvivalentní modulační šířce pásma, běžná komerční šířka pásma elektrooptické modulace je 40 GHz a opakovací frekvence elektrooptické modulační optické frekvenční hřebenové struktury může překročit šířku pásma optické frekvenční hřebenové struktury generovanou všemi ostatními metodami kromě mikrorezonátoru (který může dosáhnout 100 GHz).

Výhoda 3: spektrální tvarování

Ve srovnání s optickým hřebenem vyrobeným jinými způsoby je tvar optického disku elektroopticky modulovaného optického hřebenu určen řadou stupňů volnosti, jako je rádiofrekvenční signál, předpětí, dopadající polarizace atd., které lze použít k řízení intenzity různých hřebenů za účelem dosažení účelu spektrálního tvarování.

04 Aplikace elektrooptické modulace optického frekvenčního hřebene

V praktickém použití elektrooptický modulátor optického frekvenčního hřebene lze rozdělit na spektra s jedním a dvěma hřebeny. Rozteč řádků spektra s jedním hřebenem je velmi úzká, takže lze dosáhnout vysoké přesnosti. Zároveň je zařízení s elektrooptickým modulátorem optického frekvenčního hřebene menší a lépe laditelné ve srovnání s optickým frekvenčním hřebenem vytvořeným laserem s synchronizací módů. Spektrometr s dvojitým hřebenem vzniká interferencí dvou koherentních jednoduchých hřebenů s mírně odlišnými opakovacími frekvencemi a rozdíl v opakovací frekvenci představuje rozteč řádků nového interferenčního hřebenového spektra. Technologie optických frekvenčních hřebenů může být použita v optickém zobrazování, měření vzdálenosti, měření tloušťky, kalibraci přístrojů, tvarování spektra libovolných vln, radiofrekvenční fotonice, dálkové komunikaci, optickém stealth a tak dále.

Obr. 4 Scénář použití optického frekvenčního hřebene: Jako příklad vezmeme měření profilu vysokorychlostní střely