レーザー変調器の種類

まず、内部変調と外部変調
変調器とレーザーの相対的な関係によれば、レーザー変調内部変調と外部変調に分類できる。

01 内部変調
変調信号はレーザー発振の過程で実行され、すなわち、変調信号の法則に従ってレーザー発振のパラメータが変化することで、レーザー出力の特性が変化し、変調が実現される。
（１）レーザーポンプ光源を直接制御して出力レーザー強度の変調を実現するかどうか、また、電源によって制御されるかどうか。
（２）変調素子は共振器内に配置され、変調素子の物理的特性の変化は信号によって制御され、共振器のパラメータを変化させ、それによってレーザーの出力特性を変化させる。

02 外部変調
外部変調とは、レーザー発振と変調を分離する方式のことです。レーザー発振後に変調信号をロードすることを指し、つまり、変調器をレーザー共振器の外側の光路に配置することを意味します。
変調信号電圧は変調器に印加され、変調器の位相特性を変化させます。レーザー光が変調器を通過する際に、光波のいくつかのパラメータが変調され、伝送すべき情報が伝達されます。したがって、外部変調はレーザーのパラメータを変更するのではなく、出力レーザーの強度や周波数などのパラメータを変更するものです。

2番、レーザー変調器分類
変調器の動作メカニズムに基づいて、以下のように分類できます。電気光学変調音響光学変調、磁気光学変調、および直接変調。

01 直接変調
駆動電流半導体レーザーまたは、発光ダイオードが電気信号によって直接変調されるため、出力光は電気信号の変化に応じて変調される。

（１）直接変調におけるTTL変調
レーザー電源にTTLデジタル信号を追加することで、外部信号を介してレーザー駆動電流を制御し、それによってレーザー出力周波数を制御できるようになる。

（２）直接変調におけるアナログ変調
レーザー電源のアナログ信号（振幅が5V未満の任意の値に変化する信号波形）に加えて、外部信号入力の電圧を変えることで、レーザーの駆動電流を変化させ、出力レーザーパワーを制御することができます。

02 電気光学変調
電気光学効果を利用した変調を電気光学変調と呼ぶ。電気光学変調の物理的基礎は電気光学効果であり、すなわち、印加された電界の作用によって一部の結晶の屈折率が変化し、光波がこの媒質を通過する際に、その透過特性が影響を受けて変化する。

03 音響光学変調
音響光学変調の物理的基礎は音響光学効果であり、これは光波が媒質中を伝搬する際に、超自然的な波動場によって拡散または散乱される現象を指します。媒質の屈折率が周期的に変化して屈折率格子を形成すると、光波が媒質中を伝搬する際に回折が発生し、回折光の強度、周波数、方向は超自然的な波動場の変化に伴って変化します。
音響光学変調は、音響光学効果を利用して光周波数キャリアに情報を載せる物理プロセスです。変調された信号は、電気信号（振幅変調）の形で電気音響変換器に作用し、対応する電気信号が超音波場に変換されます。光波が音響光学媒体を通過すると、光キャリアは変調され、情報を「運ぶ」強度変調波となります。

04 磁気光学変調
磁気光学変調は、ファラデーの電磁回転効果の応用である。光波が磁場の方向に平行に磁気光学媒質中を伝搬する際、直線偏光の偏光面が回転する現象を磁気回転と呼ぶ。
媒体に一定の磁場を印加することで磁気飽和を実現します。回路磁場の方向は媒体の軸方向であり、ファラデー回転は軸方向電流磁場に依存します。したがって、高周波コイルの電流を制御し、軸方向信号の磁場強度を変化させることで、光振動面の回転角を制御することができ、偏光子を通過する光の振幅がθ角の変化に応じて変化し、変調を実現します。