02elektrooptický modulátoraelektrooptická modulaceoptický frekvenční hřeben
Elektrooptický efekt označuje účinek, že se index lomu materiálu mění, když je aplikováno elektrické pole. Existují dva hlavní druhy elektrooptického efektu, jedním je primární elektrooptický efekt, také známý jako Pokelsův efekt, který se týká lineární změny indexu lomu materiálu s aplikovaným elektrickým polem. Druhým je sekundární elektrooptický jev, známý také jako Kerrův jev, ve kterém je změna indexu lomu materiálu úměrná druhé mocnině elektrického pole. Většina elektro-optických modulátorů je založena na Pokelsově efektu. Pomocí elektrooptického modulátoru můžeme modulovat fázi dopadajícího světla a na základě fázové modulace určitou konverzí také modulovat intenzitu nebo polarizaci světla.
Existuje několik různých klasických struktur, jak je znázorněno na obrázku 2. (a), (b) a (c) jsou všechny jednoduché modulátorové struktury s jednoduchou strukturou, ale šířka čáry generovaného optického frekvenčního hřebene je omezena elektrooptickým šířku pásma. Je-li požadován 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 vytvářet 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 hřebenu s optickou frekvencí s elektrooptickou modulací
Výhoda jedna: laditelnost
Protože světelným zdrojem je laditelný širokospektrální laser a elektrooptický modulátor má rovněž určitou šířku provozního frekvenčního pásma, je frekvenčně laditelný také hřeben s optickou modulací pro elektrooptickou modulaci. Kromě laditelné frekvence, protože generování tvaru vlny modulátoru je laditelné, je laditelná také opakovací frekvence výsledného optického frekvenčního hřebenu. To je výhoda, kterou optické frekvenční hřebeny vyrobené lasery s uzamčeným módem a mikrorezonátory nemají.
Výhoda dvě: frekvence opakování
Opakovací frekvence je nejen flexibilní, ale lze ji také dosáhnout bez změny experimentálního vybavení. Šířka čáry hřebenu s optickou frekvencí s elektrooptickou modulací je zhruba ekvivalentní šířce pásma modulace, šířka pásma běžného komerčního elektrooptického modulátoru je 40 GHz a opakovací frekvence hřebenu s optickou modulací může překročit vygenerovanou šířku pásma hřebenu optické frekvence. 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 u elektroopticky modulovaného optického hřebene určen řadou stupňů volnosti, jako je vysokofrekvenční signál, předpětí, dopadající polarizace atd. slouží k ovládání intenzity různých hřebenů k dosažení účelu spektrálního tvarování.
04 Aplikace elektro-optického modulátoru optický frekvenční hřeben
V praktické aplikaci elektro-optického modulátorového optického frekvenčního hřebenu jej lze rozdělit na jednoduchá a dvojitá hřebenová spektra. Řádkování jediného hřebenového spektra je velmi úzké, takže lze dosáhnout vysoké přesnosti. Současně ve srovnání s optickým frekvenčním hřebenem vyrobeným laserem s uzamčením režimu je zařízení optického frekvenčního hřebene elektrooptického modulátoru menší a lépe laditelné. Dvojitý hřebenový spektrometr je vyroben interferencí dvou koherentních jednoduchých hřebenů s mírně odlišnými opakovacími frekvencemi a rozdíl v opakovací frekvenci je řádkováním nového interferenčního hřebenového spektra. Technologie optického frekvenčního hřebenu může být použita při optickém zobrazování, měření rozsahu, měření tloušťky, kalibraci přístrojů, tvarování spektra libovolného tvaru vlny, radiofrekvenční fotonice, vzdálené komunikaci, optické utajení a tak dále.
OBR. 4 Aplikační scénář optického frekvenčního hřebenu: Vezměme si jako příklad měření vysokorychlostního profilu střely
Čas odeslání: 19. prosince 2023