Co je to optický modulátor?

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 podle charakteru modulovaného svazku se nazývámodulátor intenzity, fázový modulátor, polarizační modulátor, prostorový optický modulátor atd. Různé typy modulátorů lze použít v různých aplikacích, jako je komunikace s optickými vlákny, zobrazovací zařízení, lasery s Q-spínaným nebo uzamčeným režimem a optická měření.

Typ optického modulátoru

Existuje několik různých typů modulátorů:

1. Akustooptický modulátor je modulátor založený na akustickooptickém efektu. Používají se pro přepínání nebo plynulé nastavení amplitudy laserového paprsku, změnu frekvence světla nebo změnu směru prostoru.

2elektrooptický modulátorvyužívá elektro-optický efekt v bublinkovém Kerrsově boxu. Mohou modulovat stav polarizace, fázi nebo výkon paprsku nebo je lze použít pro extrakci pulzů, jak je uvedeno v části o zesilovačích s ultrakrátkými pulzy.

3. Modulátor elektrické absorpce je modulátor intenzity používaný na datovém vysílači v komunikaci pomocí optických vláken.

(4) Rušivé modulátory, jako jsou Mach-Zehnderovy modulátory, se obvykle používají ve fotonických integrovaných obvodech pro přenos optických dat.

5. Vláknové optické modulátory mohou být založeny na různých principech. Může to být skutečné zařízení s optickými vlákny, nebo to může být součást těla obsahující vláknové pigtaily.

6. Modulátor z tekutých krystalů je vhodný pro aplikaci na optické zobrazovací zařízení nebo tvarovač pulsů. Mohou být také použity jako prostorové modulátory světla, což znamená, že přenos se mění s prostorem, což lze použít v zobrazovacích zařízeních.

7. Modulační disk může periodicky měnit výkon paprsku, což se používá při některých specifických optických měřeních (např. pomocí lock-in zesilovačů).

8. Mikromechanické modulátory (mikromechanické systémy, MEMS), jako jsou světelné ventily na bázi křemíku a dvourozměrná zrcadlová pole, jsou zvláště důležité v projekčních displejích.

9. Hromadné optické modulátory, jako jsou elektrooptické modulátory, mohou využívat velkou plochu paprsku a lze je také použít v situacích s vysokým výkonem. Vláknové modulátory, obvykle vlnovodové modulátory s vláknovými pigtaily, lze snadno integrovat do systémů vláknové optiky.

‌

Aplikace optického modulátoru ‌

Optické modulátory mají širokou škálu aplikací v mnoha oblastech. Níže jsou uvedeny 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 používá v klíčových krocích, jako je fotoelektrická konverze, modulace optického signálu a demodulace ‌. Elektrooptické modulátory jsou zvláště důležité ve vysokorychlostních optických komunikačních systémech, které se používají k převodu elektronických signálů na optické signály a realizaci kódování a přenosu dat. Modulací intenzity nebo fáze optického signálu lze realizovat funkce spínání světla, řízení rychlosti modulace a modulace signálu ‌

2. Optické snímání: Optický modulátor může realizovat měření a monitorování prostředí modulací charakteristik optického signálu. Například modulací fáze nebo amplitudy světla lze realizovat gyroskopy z optických vláken, tlakové senzory z optických vláken 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 pro formování, filtrování, modulaci a demodulaci optických signálů ‌

4. Optické zobrazování: optické modulátory lze použít k modulaci fáze a amplitudy paprsku světla, čímž se mění vlastnosti obrazu v optickém zobrazování. Modulátor světelného pole může například implementovat dvourozměrnou fázovou modulaci pro změnu ohniskové vzdálenosti a hloubky zaostření paprsku ‌

5. Kontrola optického šumu: Optický modulátor může řídit intenzitu a frekvenci světla, čímž snižuje nebo potlačuje optický šum v optickém systému. Může být použit v optických zesilovačích, laserech a optických přenosových systémech pro zlepšení poměru signálu k šumu a výkonu systému ‌

6. Další aplikace: elektrooptické modulátory se také používají ve spektrální analýze, radarových systémech, lékařské diagnostice a dalších oborech. Ve spektroskopii může být elektrooptický modulátor použit jako součást optického spektrálního analyzátoru pro spektrální analýzu a měření. V radarovém systému se pro modulaci a demodulaci signálu používá elektrooptický modulátor. V lékařské diagnostice se elektrooptické modulátory používají v optickém zobrazování a terapii ‌.