光変調器の基本原理

光変調器光の強度を制御するために使用され、電気光学、熱光学、音響光学、全光学の分類、電気光学効果の基本理論。
光変調器は、高速短距離光通信において最も重要な集積光デバイスの一つです。光変調器は、その変調原理に基づいて、電気光学式、熱光学式、音響光学式、全光学式などに分類され、その基本理論は、電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果、フランツ・ケルディッシュ効果、量子井戸シュタルク効果、キャリア分散効果など、さまざまな形態に基づいています。

の電気光学変調器光変調器は、電圧や電界の変化によって出力光の屈折率、吸収率、振幅、位相を調整する装置です。損失、消費電力、速度、集積度において他のタイプの変調器よりも優れており、現在最も広く使用されている変調器でもあります。光伝送、送受信の過程において、光変調器は光の強度を制御するために使用され、その役割は非常に重要です。

光変調の目的は、処理、伝送、検出を容易にするために、「背景信号の除去、ノイズの除去、干渉防止」など、目的の信号または伝送情報を変換することである。

変調方式は、光波上のどこに情報がロードされるかによって、大きく2つのカテゴリーに分類できます。

一つは、光源の駆動力を電気信号で変調する方法であり、もう一つは、放送を直接変調する方法である。

前者は主に光通信に用いられ、後者は主に光センシングに用いられる。簡単に言えば、内部変調と外部変調である。

変調方式によれば、変調タイプは次のようになります。

1) 強度変調;

2) 位相変調;

3) 偏光変調

4）周波数変調と波長変調。

1.1、強度変調

光強度変調とは、光の強度を変調対象とし、外部要因を用いて直流または緩やかな変化の光信号をより速い周波数変化の光信号に変換し、交流周波数選択増幅器で増幅した後、測定された量を連続的に出力する方式である。

1.2、位相変調

外部要因を用いて光波の位相を変化させ、その位相変化を検出することによって物理量を測定する原理を、光位相変調と呼ぶ。

光波の位相は、光の伝搬距離、伝搬媒体の屈折率とその分布によって決定される。つまり、上記のパラメータを変更することで光波の位相変化を生成し、位相変調を実現することができる。

光検出器は一般的に光波の位相変化を感知できないため、外部の物理量を検出するには、光の干渉技術を用いて位相変化を光強度の変化に変換する必要があります。したがって、光位相変調は、光波の位相変化を生成する物理的メカニズムと、光の干渉という2つの部分から構成されます。

1.3. 偏光変調

光変調を実現する最も簡単な方法は、2つの偏光子を互いに回転させることです。マリュスの定理によれば、出力光強度はI=I0cos2αとなります。

ここで、I0は主平面が一致しているときに2つの偏光子を通過する光の強度を表し、αは2つの偏光子の主平面間の角度を表します。

1.4 周波数変調と波長変調

外部要因を用いて光の周波数や波長を変化させ、その変化を検出することによって外部の物理量を測定する原理を、光の周波数変調および波長変調と呼ぶ。