Breve introduzione alla tecnologia del modulatore laser

Breve introduzione al lasermodulatoretecnologia
Il laser è un'onda elettromagnetica ad alta frequenza, grazie alla sua buona coerenza, come le tradizionali onde elettromagnetiche (come quelle utilizzate in radio e televisione), come onda portante per trasmettere informazioni. Il processo di caricamento delle informazioni sul laser è chiamato modulazione e il dispositivo che esegue questo processo è chiamato modulatore. In questo processo, il laser funge da portante, mentre il segnale a bassa frequenza che trasmette l'informazione è chiamato segnale modulato.
La modulazione laser è solitamente divisa in modulazione interna e modulazione esterna in due modi. Modulazione interna: si riferisce alla modulazione nel processo di oscillazione del laser, ovvero modulando il segnale per modificare i parametri di oscillazione del laser, influenzando così le caratteristiche di uscita del laser. Esistono due modi di modulazione interna: 1. Controllare direttamente l'alimentazione di pompaggio del laser per regolare l'intensità dell'uscita del laser. Utilizzando il segnale per controllare l'alimentazione del laser, la potenza dell'uscita del laser può essere controllata dal segnale. 2. Gli elementi di modulazione vengono posizionati nel risonatore e le caratteristiche fisiche di questi elementi di modulazione sono controllate dal segnale, quindi i parametri del risonatore vengono modificati per ottenere la modulazione dell'uscita laser. Il vantaggio della modulazione interna è che l'efficienza di modulazione è elevata, ma lo svantaggio è che, poiché il modulatore è posizionato nella cavità, aumenterà la perdita nella cavità, ridurrà la potenza di uscita e anche la larghezza di banda del modulatore sarà ridotta. limitato dalla banda passante del risonatore. Modulazione esterna: significa che dopo la formazione del laser, il modulatore viene posizionato sul percorso ottico all'esterno del laser e le caratteristiche fisiche del modulatore vengono modificate con il segnale modulato e quando il laser passa attraverso il modulatore, un determinato parametro dell'onda luminosa sarà modulata. I vantaggi della modulazione esterna sono che la potenza di uscita del laser non viene influenzata e la larghezza di banda del controller non è limitata dalla banda passante del risonatore. Lo svantaggio è la bassa efficienza di modulazione.
La modulazione laser può essere suddivisa in modulazione di ampiezza, modulazione di frequenza, modulazione di fase e modulazione di intensità in base alle sue proprietà di modulazione. 1, modulazione di ampiezza: la modulazione di ampiezza è l'oscillazione con cui l'ampiezza della portante cambia con la legge del segnale modulato. 2, modulazione di frequenza: per modulare il segnale per modificare la frequenza di oscillazione del laser. 3, modulazione di fase: per modulare il segnale per modificare la fase del laser di oscillazione del laser.

Modulatore elettro-ottico di intensità
Il principio della modulazione dell'intensità elettro-ottica è realizzare la modulazione dell'intensità secondo il principio di interferenza della luce polarizzata utilizzando l'effetto elettro-ottico del cristallo. L'effetto elettro-ottico del cristallo si riferisce al fenomeno per cui l'indice di rifrazione del cristallo cambia sotto l'azione del campo elettrico esterno, risultando in una differenza di fase tra la luce che passa attraverso il cristallo in diverse direzioni di polarizzazione, in modo che la polarizzazione lo stato della luce cambia.

Modulatore di fase elettroottico
Principio della modulazione di fase elettro-ottica: l'angolo di fase dell'oscillazione del laser viene modificato dalla regola del segnale modulante.

Oltre alla modulazione di intensità elettro-ottica sopra menzionata e alla modulazione di fase elettro-ottica, esistono molti tipi di modulatori laser, come il modulatore elettro-ottico trasversale, il modulatore elettro-ottico dell'onda viaggiante, il modulatore elettro-ottico Kerr, il modulatore acusto-ottico , modulatore magnetoottico, modulatore di interferenza e modulatore di luce spaziale.