4つの共通モジュレーターの概要

4つの共通モジュレーターの概要

このペーパーでは、ファイバーレーザーシステムで最も一般的に使用される4つの変調方法（ナノ秒またはサブナノ秒時間ドメインのレーザー振幅の変更）を紹介します。これらには、AOM（音響光学変調）、EOM（電気光学的変調）、som/SOA（半導体変調としても知られる半導体光増幅）、および直接レーザー変調。その中で、aom、EOM、SOMは外部変調、または間接的な変調に属します。

1。音響光学モジュレーター（AOM）

音響光学的変調は、光学キャリアに情報をロードするために音響オプティック効果を使用する物理的なプロセスです。変調すると、電気信号（振幅変調）が最初に電気音響トランスデューサーに適用され、電気信号を超音波フィールドに変換します。光波が音響光学媒体を通過すると、光学キャリアは変調され、音響オプション作用により強度変調された波の運搬情報になります

2. 電気光学変調器（EOM）

電気光学的モジュレーターは、ニオベートリチウム結晶（LINB03）、GAAS結晶（GAAS）、リチウムタンタル結晶（LITA03）などの特定の電気光学結晶の電気光学効果を利用するモジュレーターです。電気光学効果は、電圧が電気光学結晶に適用されると、電気光学結晶の屈折率が変化し、結晶の光波特性の変化をもたらすことです。

図：EOMドライバー回路の典型的な構成

3.半導体光変調器/半導体光アンプ（SOM/SOA）

半導体光アンプ（SOA）は通常、チップ、低消費量、すべてのバンドのサポートなどの利点があり、EDFAなどの従来の光アンプに代わる将来の代替品である光信号増幅に使用されます。エルビウムドープ繊維アンプ）。半導体光変調器（SOM）は半導体光アンプと同じデバイスですが、使用方法は従来のSOAアンプで使用される方法とはわずかに異なり、光変調器として使用されるときに焦点を当てる指標は、アンプリフィアとして使用されるものとはわずかに異なります。光信号増幅に使用すると、通常、SOAが線形領域で機能するように、安定した駆動電流がSOAに提供されます。光パルスを変調するために使用すると、連続光信号をSOAに入力し、電気パルスを使用してSOA駆動電流を制御し、SOA出力状態を増幅/減衰として制御します。 SOA増幅と減衰特性を使用して、この変調モードは、光ファイバーセンシング、LIDAR、OCT医療イメージング、その他のフィールドなど、いくつかの新しいアプリケーションに徐々に適用されています。特に、比較的大量、消費電力、絶滅比を必要とするいくつかのシナリオでは。

4.レーザー直接変調は、下の図に示すように、レーザーバイアス電流を直接制御することにより、光信号を変調することもできます。直接変調によって3ナノ秒パルス幅が得られます。パルスの開始時にスパイクがあることがわかります。これは、レーザーキャリアの緩和によってもたらされます。約100ピコ秒のパルスを取得したい場合は、このスパイクを使用できます。しかし、通常、私たちはこのスパイクを持ちたくありません。

要約します

AOMは、数ワットの光出力に適しており、周波数シフト機能があります。 EOMは高速ですが、ドライブの複雑さは高く、絶滅比は低いです。 SOM（SOA）は、GHZ速度と高消光比の最適なソリューションであり、低消費電力、小型化、その他の機能を備えています。直接レーザーダイオードは最も安価なソリューションですが、スペクトル特性の変化に注意してください。各変調スキームには独自の利点と欠点があり、スキームを選択する際にアプリケーション要件を正確に理解し、各スキームの利点と欠点に精通し、最も適切なスキームを選択することが重要です。たとえば、分散型ファイバーセンシングでは、従来のAOMがメインですが、一部の新しいシステム設計では、SOAスキームの使用が急速に成長しています。一部の風のリダー従来のスキームでは、2段階のAOMを使用して、コストを削減し、サイズを削減し、絶滅比を改善するために新しいスキーム設計を使用します。SOAスキームは採用されています。通信システムでは、低速システムは通常、直接変調スキームを採用し、高速システムは通常、電気光学変調スキームを使用します。