Breve introduzione al lasermodulatoretecnologia
Il laser è un'onda elettromagnetica ad alta frequenza che, grazie alla sua elevata coerenza, come le onde elettromagnetiche tradizionali (ad esempio quelle utilizzate in radio e televisione), funge da 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 le informazioni è chiamato segnale modulato.
La modulazione laser si divide generalmente in modulazione interna e modulazione esterna. La modulazione interna si riferisce alla modulazione durante il processo di oscillazione del laser, ovvero alla modulazione del segnale per modificare i parametri di oscillazione del laser, influenzandone così le caratteristiche di uscita. Esistono due metodi di modulazione interna: 1. Controllo diretto dell'alimentazione di pompaggio del laser per regolare l'intensità del segnale di uscita. Utilizzando un segnale per controllare l'alimentazione del laser, è possibile controllare la potenza di uscita del laser. 2. Gli elementi di modulazione sono posizionati all'interno del risonatore e le caratteristiche fisiche di questi elementi sono controllate dal segnale, modificando quindi i parametri del risonatore per ottenere la modulazione del segnale di uscita del laser. Il vantaggio della modulazione interna è l'elevata efficienza di modulazione, ma lo svantaggio è che, poiché il modulatore si trova all'interno della cavità, aumenta le perdite nella cavità, riducendo la potenza di uscita, e la larghezza di banda del modulatore è limitata 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 sue caratteristiche fisiche vengono modificate dal segnale modulato. Quando il laser attraversa il modulatore, un determinato parametro dell'onda luminosa viene modulato. 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 un'oscillazione in cui l'ampiezza della portante cambia secondo la legge del segnale modulato. 2. Modulazione di frequenza: modula il segnale per cambiare la frequenza di oscillazione del laser. 3. Modulazione di fase: modula il segnale per cambiare la fase di oscillazione del laser.
Modulatore di intensità elettro-ottico
Il principio della modulazione di intensità elettro-ottica consiste nel realizzare la modulazione di intensità secondo il principio di interferenza della luce polarizzata, sfruttando 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 di un campo elettrico esterno, determinando una differenza di fase tra la luce che attraversa il cristallo in diverse direzioni di polarizzazione, in modo da modificare lo stato di polarizzazione della luce.
Modulatore di fase elettro-ottico
Principio di modulazione di fase elettro-ottica: l'angolo di fase dell'oscillazione laser viene modificato secondo la regola del segnale modulante.
Oltre alla modulazione di intensità elettro-ottica e alla modulazione di fase elettro-ottica descritte in precedenza, esistono molti tipi di modulatori laser, come il modulatore elettro-ottico trasversale, il modulatore elettro-ottico a onda progressiva, il modulatore elettro-ottico Kerr, il modulatore acusto-ottico, il modulatore magneto-ottico, il modulatore a interferenza e il modulatore spaziale di luce.
Data di pubblicazione: 26 agosto 2024