నాలుగు సాధారణ మాడ్యులేటర్ల అవలోకనం

నాలుగు సాధారణ మాడ్యులేటర్ల అవలోకనం

ఈ పత్రం ఫైబర్ లేజర్ వ్యవస్థలలో సర్వసాధారణంగా 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 కాంతి విస్తరణను సెమీకండక్టర్ మాడ్యులేషన్ అని కూడా పిలుస్తారు), మరియుప్రత్యక్ష లేజర్ మాడ్యులేషన్వాటిలో, AOM,EOMSOM బాహ్య మాడ్యులేషన్ లేదా పరోక్ష మాడ్యులేషన్‌కు చెందినది.

1. అకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ (AOM)

అకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్ అనేది, ఆప్టికల్ క్యారియర్‌పై సమాచారాన్ని లోడ్ చేయడానికి అకౌస్టో-ఆప్టిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించే ఒక భౌతిక ప్రక్రియ. మాడ్యులేట్ చేసేటప్పుడు, విద్యుత్ సిగ్నల్ (ఆంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్) మొదట ఎలక్ట్రో-అకౌస్టిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌కు వర్తింపజేయబడుతుంది, ఇది విద్యుత్ సిగ్నల్‌ను అల్ట్రాసోనిక్ క్షేత్రంగా మారుస్తుంది. కాంతి తరంగం అకౌస్టో-ఆప్టిక్ మాధ్యమం గుండా ప్రయాణించినప్పుడు, అకౌస్టో-ఆప్టిక్ చర్య కారణంగా ఆప్టికల్ క్యారియర్ మాడ్యులేట్ చేయబడి, సమాచారాన్ని మోసుకెళ్లే తీవ్రత మాడ్యులేటెడ్ తరంగంగా మారుతుంది.

2. ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్(EOM)

ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ అనేది లిథియం నియోబేట్ క్రిస్టల్స్ (LiNbO3), GaAs క్రిస్టల్స్ (GaAs) మరియు లిథియం టాంటలేట్ క్రిస్టల్స్ (LiTaO3) వంటి కొన్ని ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ క్రిస్టల్స్ యొక్క ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావాలను ఉపయోగించుకునే ఒక మాడ్యులేటర్. ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావం ఏమిటంటే, ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ క్రిస్టల్‌కు వోల్టేజ్ వర్తింపజేసినప్పుడు, ఆ క్రిస్టల్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక మారుతుంది. దీని ఫలితంగా క్రిస్టల్ యొక్క కాంతి తరంగ లక్షణాలలో మార్పులు వస్తాయి, మరియు ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యొక్క దశ, వ్యాప్తి, తీవ్రత మరియు ధ్రువణ స్థితి యొక్క మాడ్యులేషన్ సాధ్యమవుతుంది.

పటం: EOM డ్రైవర్ సర్క్యూట్ యొక్క సాధారణ అమరిక

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

సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOA) సాధారణంగా ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, దీనికి చిప్, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, అన్ని బ్యాండ్‌లకు మద్దతు మొదలైన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి మరియు ఇది EDFA వంటి సాంప్రదాయ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్‌లకు భవిష్యత్ ప్రత్యామ్నాయం.ఎర్బియం-డోప్డ్ ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ (SOM) అనేది సెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ లాంటి పరికరమే, కానీ దీనిని ఉపయోగించే విధానం సాంప్రదాయ SOA యాంప్లిఫైయర్‌తో ఉపయోగించే విధానం కంటే కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. అలాగే, దీనిని లైట్ మాడ్యులేటర్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు, ఇది దృష్టి సారించే సూచికలు యాంప్లిఫైయర్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు వాటికి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఆప్టికల్ సిగ్నల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు, SOA లీనియర్ రీజియన్‌లో పనిచేస్తుందని నిర్ధారించడానికి సాధారణంగా దానికి స్థిరమైన డ్రైవింగ్ కరెంట్ అందించబడుతుంది; ఆప్టికల్ పల్స్‌లను మాడ్యులేట్ చేయడానికి దీనిని ఉపయోగించినప్పుడు, ఇది SOAకి నిరంతర ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌లను ఇన్‌పుట్‌గా ఇస్తుంది, SOA డ్రైవ్ కరెంట్‌ను నియంత్రించడానికి ఎలక్ట్రికల్ పల్స్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, ఆపై యాంప్లిఫికేషన్/అటెన్యుయేషన్ రూపంలో SOA అవుట్‌పుట్ స్థితిని నియంత్రిస్తుంది. SOA యొక్క యాంప్లిఫికేషన్ మరియు అటెన్యుయేషన్ లక్షణాలను ఉపయోగించి, ఈ మాడ్యులేషన్ విధానం క్రమంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సింగ్, LiDAR, OCT మెడికల్ ఇమేజింగ్ మరియు ఇతర రంగాల వంటి కొన్ని కొత్త అప్లికేషన్‌లకు వర్తింపజేయబడింది. ముఖ్యంగా సాపేక్షంగా అధిక పరిమాణం, విద్యుత్ వినియోగం మరియు ఎక్స్‌టింక్షన్ రేషియో అవసరమయ్యే కొన్ని సందర్భాలలో ఇది ఉపయోగపడుతుంది.

4. లేజర్ డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ ద్వారా, లేజర్ బయాస్ కరెంట్‌ను నేరుగా నియంత్రించడం ద్వారా కూడా ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను మాడ్యులేట్ చేయవచ్చు. కింద చిత్రంలో చూపిన విధంగా, డైరెక్ట్ మాడ్యులేషన్ ద్వారా 3 నానోసెకన్ల పల్స్ వెడల్పును పొందవచ్చు. పల్స్ ప్రారంభంలో ఒక స్పైక్ (spic) ఉన్నట్లు గమనించవచ్చు, ఇది లేజర్ క్యారియర్ యొక్క రిలాక్సేషన్ వలన ఏర్పడుతుంది. మీరు సుమారు 100 పికోసెకన్ల పల్స్ పొందాలనుకుంటే, ఈ స్పైక్‌ను ఉపయోగించుకోవచ్చు. కానీ సాధారణంగా మనం ఈ స్పైక్‌ను కోరుకోము.

ముగించు

AOM కొన్ని వాట్ల ఆప్టికల్ పవర్ అవుట్‌పుట్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. EOM వేగవంతమైనది, కానీ డ్రైవ్ సంక్లిష్టత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎక్స్‌టింక్షన్ రేషియో తక్కువగా ఉంటుంది. SOM (SOA) అనేది GHz వేగం, అధిక ఎక్స్‌టింక్షన్ రేషియో, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, సూక్ష్మీకరణ మరియు ఇతర లక్షణాల కోసం ఒక ఉత్తమ పరిష్కారం. డైరెక్ట్ లేజర్ డయోడ్‌లు అత్యంత చౌకైన పరిష్కారం, కానీ స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలలో మార్పుల గురించి తెలుసుకోవాలి. ప్రతి మాడ్యులేషన్ స్కీమ్‌కు దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉంటాయి. ఒక స్కీమ్‌ను ఎంచుకునేటప్పుడు అప్లికేషన్ అవసరాలను ఖచ్చితంగా అర్థం చేసుకోవడం, ప్రతి స్కీమ్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలతో పరిచయం కలిగి ఉండటం, మరియు అత్యంత అనువైన స్కీమ్‌ను ఎంచుకోవడం ముఖ్యం. ఉదాహరణకు, డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఫైబర్ సెన్సింగ్‌లో, సాంప్రదాయ AOM ప్రధానమైనది, కానీ కొన్ని కొత్త సిస్టమ్ డిజైన్‌లలో, SOA స్కీమ్‌ల వాడకం వేగంగా పెరుగుతోంది. కొన్ని విండ్ LiDAR సాంప్రదాయ స్కీమ్‌లలో రెండు-దశల AOMను ఉపయోగిస్తారు. ఖర్చును తగ్గించడానికి, పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి మరియు ఎక్స్‌టింక్షన్ రేషియోను మెరుగుపరచడానికి కొత్త స్కీమ్ డిజైన్‌లో SOA స్కీమ్‌ను స్వీకరించారు. కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలో, తక్కువ వేగ వ్యవస్థ సాధారణంగా ప్రత్యక్ష మాడ్యులేషన్ పద్ధతిని అవలంబిస్తుంది మరియు అధిక వేగ వ్యవస్థ సాధారణంగా ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది.