నాలుగు సాధారణ మాడ్యులేటర్ల యొక్క అవలోకనం

నాలుగు సాధారణ మాడ్యులేటర్ల యొక్క అవలోకనం

ఈ కాగితం ఫైబర్ లేజర్ సిస్టమ్‌లలో సాధారణంగా ఉపయోగించే నాలుగు మాడ్యులేషన్ పద్ధతులను (నానోసెకండ్ లేదా సబ్‌నానోసెకండ్ టైమ్ డొమైన్‌లో లేజర్ వ్యాప్తిని మార్చడం) పరిచయం చేస్తుంది. వీటిలో AOM (అకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్), EOM (ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్), SOM/SOA(సెమీకండక్టర్ లైట్ యాంప్లిఫికేషన్‌ను సెమీకండక్టర్ మాడ్యులేషన్ అని కూడా పిలుస్తారు), మరియుప్రత్యక్ష లేజర్ మాడ్యులేషన్. వాటిలో, AOM,EOM,SOM బాహ్య మాడ్యులేషన్ లేదా పరోక్ష మాడ్యులేషన్‌కు చెందినది.

1. అకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ (AOM)

ఎకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్ అనేది ఆప్టికల్ క్యారియర్‌లో సమాచారాన్ని లోడ్ చేయడానికి ధ్వని-ఆప్టిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించే భౌతిక ప్రక్రియ. మాడ్యులేట్ చేసేటప్పుడు, ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ (యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్) మొదట ఎలక్ట్రో-ఎకౌస్టిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌కు వర్తించబడుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను అల్ట్రాసోనిక్ ఫీల్డ్‌గా మారుస్తుంది. కాంతి తరంగం ధ్వని-ఆప్టిక్ మాధ్యమం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఆప్టికల్ క్యారియర్ మాడ్యులేట్ చేయబడింది మరియు ధ్వని-ఆప్టిక్ చర్య కారణంగా సమాచారాన్ని మోసుకెళ్లే తీవ్రత మాడ్యులేటెడ్ వేవ్‌గా మారుతుంది.

2. ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్(EOM)

ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ అనేది లిథియం నియోబేట్ స్ఫటికాలు (LiNb03), GaAs స్ఫటికాలు (GaAs) మరియు లిథియం టాంటాలేట్ స్ఫటికాలు (LiTa03) వంటి కొన్ని ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ స్ఫటికాల యొక్క ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావాలను ఉపయోగించుకునే మాడ్యులేటర్. ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావం ఏమిటంటే, ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ క్రిస్టల్‌కు వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ క్రిస్టల్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక మారుతుంది, ఫలితంగా క్రిస్టల్ యొక్క కాంతి తరంగ లక్షణాలలో మార్పులు మరియు దశ యొక్క మాడ్యులేషన్, ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తి, తీవ్రత మరియు ధ్రువణ స్థితి గ్రహించబడుతుంది.

మూర్తి: EOM డ్రైవర్ సర్క్యూట్ యొక్క సాధారణ కాన్ఫిగరేషన్

3. సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్/సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOM/SOA)

సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOA) సాధారణంగా ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది చిప్, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, అన్ని బ్యాండ్‌లకు మద్దతు మొదలైనవి వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు EDFA వంటి సాంప్రదాయ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌లకు భవిష్యత్ ప్రత్యామ్నాయం (ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్) సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ (SOM) అనేది సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ వలె అదే పరికరం, అయితే దీనిని ఉపయోగించే విధానం సాంప్రదాయ SOA యాంప్లిఫైయర్‌తో ఉపయోగించే విధానానికి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు దానిని ఉపయోగించినప్పుడు అది దృష్టి సారించే సూచికలు లైట్ మాడ్యులేటర్ యాంప్లిఫైయర్‌గా ఉపయోగించే వాటి నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు, SOA లీనియర్ రీజియన్‌లో పని చేస్తుందని నిర్ధారించడానికి సాధారణంగా SOAకి స్థిరమైన డ్రైవింగ్ కరెంట్ అందించబడుతుంది; ఇది ఆప్టికల్ పల్స్‌లను మాడ్యులేట్ చేయడానికి ఉపయోగించినప్పుడు, ఇది SOAకి నిరంతర ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను ఇన్‌పుట్ చేస్తుంది, SOA డ్రైవ్ కరెంట్‌ను నియంత్రించడానికి ఎలక్ట్రికల్ పల్స్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, ఆపై SOA అవుట్‌పుట్ స్థితిని యాంప్లిఫికేషన్/అటెన్యుయేషన్‌గా నియంత్రిస్తుంది. SOA యాంప్లిఫికేషన్ మరియు అటెన్యుయేషన్ లక్షణాలను ఉపయోగించి, ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సింగ్, LiDAR, OCT మెడికల్ ఇమేజింగ్ మరియు ఇతర ఫీల్డ్‌ల వంటి కొన్ని కొత్త అప్లికేషన్‌లకు ఈ మాడ్యులేషన్ మోడ్ క్రమంగా వర్తించబడుతుంది. ప్రత్యేకించి సాపేక్షంగా అధిక వాల్యూమ్, విద్యుత్ వినియోగం మరియు విలుప్త నిష్పత్తి అవసరమయ్యే కొన్ని దృశ్యాలకు.

4. లేజర్ డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ నేరుగా లేజర్ బయాస్ కరెంట్‌ని నేరుగా నియంత్రించడం ద్వారా ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను మాడ్యులేట్ చేయగలదు, దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ ద్వారా 3 నానోసెకన్ల పల్స్ వెడల్పు పొందబడుతుంది. పల్స్ ప్రారంభంలో ఒక స్పైక్ ఉన్నట్లు చూడవచ్చు, ఇది లేజర్ క్యారియర్ యొక్క సడలింపు ద్వారా తీసుకురాబడుతుంది. మీరు సుమారు 100 పికోసెకన్ల పల్స్ పొందాలనుకుంటే, మీరు ఈ స్పైక్‌ని ఉపయోగించవచ్చు. కానీ సాధారణంగా మనం ఈ స్పైక్‌ని కలిగి ఉండకూడదు.

సంగ్రహించండి

AOM కొన్ని వాట్లలో ఆప్టికల్ పవర్ అవుట్‌పుట్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. EOM వేగవంతమైనది, కానీ డ్రైవ్ సంక్లిష్టత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అంతరించిపోయే నిష్పత్తి తక్కువగా ఉంటుంది. SOM (SOA) అనేది తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, సూక్ష్మీకరణ మరియు ఇతర లక్షణాలతో GHz వేగం మరియు అధిక విలుప్త నిష్పత్తికి సరైన పరిష్కారం. డైరెక్ట్ లేజర్ డయోడ్‌లు చౌకైన పరిష్కారం, కానీ స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలలో మార్పుల గురించి తెలుసుకోండి. ప్రతి మాడ్యులేషన్ స్కీమ్‌కు దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి మరియు స్కీమ్‌ను ఎంచుకునేటప్పుడు అప్లికేషన్ అవసరాలను ఖచ్చితంగా అర్థం చేసుకోవడం మరియు ప్రతి స్కీమ్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు గురించి తెలుసుకోవడం మరియు చాలా సరిఅయిన పథకాన్ని ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం. ఉదాహరణకు, పంపిణీ చేయబడిన ఫైబర్ సెన్సింగ్‌లో, సాంప్రదాయ AOM ప్రధానమైనది, కానీ కొన్ని కొత్త సిస్టమ్ డిజైన్‌లలో, SOA స్కీమ్‌ల వినియోగం వేగంగా పెరుగుతోంది, కొన్ని విండ్ liDAR సాంప్రదాయ స్కీమ్‌లలో రెండు-దశల AOMని ఉపయోగిస్తుంది, కొత్త స్కీమ్ డిజైన్ ఖర్చును తగ్గించడం, పరిమాణాన్ని తగ్గించడం మరియు విలుప్త నిష్పత్తిని మెరుగుపరచడం, SOA పథకం ఆమోదించబడింది. కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలో, తక్కువ వేగం వ్యవస్థ సాధారణంగా డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ స్కీమ్‌ను అవలంబిస్తుంది మరియు అధిక వేగ వ్యవస్థ సాధారణంగా ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్ స్కీమ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.