चार साझा मोड्युलेटरहरूको सिंहावलोकन

चार साझा मोड्युलेटरहरूको सिंहावलोकन

यस पेपरले चार मोड्युलेसन विधिहरू प्रस्तुत गर्दछ (नानोसेकेन्ड वा सबनानोसेकेन्ड समय डोमेनमा लेजर एम्प्लिच्युड परिवर्तन गर्दै) जुन प्रायः फाइबर लेजर प्रणालीहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यसमा AOM (अकोस्टो-अप्टिक मोडुलेशन), EOM (इलेक्ट्रो-ओप्टिक मोडुलेशन), SOM/SOA(सेमिकन्डक्टर लाइट एम्प्लीफिकेशनलाई सेमिकन्डक्टर मोड्युलेसन पनि भनिन्छ), रप्रत्यक्ष लेजर मोड्युलेसन। तीमध्ये एओएम,EOM,SOM बाह्य मोडुलेशन, वा अप्रत्यक्ष मोड्युलेसनसँग सम्बन्धित छ।

1. एकाउस्टो-ओप्टिक मोड्युलेटर (AOM)

अकोस्टो-ओप्टिक मोडुलेशन एक भौतिक प्रक्रिया हो जसले अप्टिकल क्यारियरमा जानकारी लोड गर्न ध्वनि-अप्टिक प्रभाव प्रयोग गर्दछ। मोड्युलेट गर्दा, विद्युतीय संकेत (एम्प्लिट्यूड मोडुलेशन) पहिले इलेक्ट्रो-अकोस्टिक ट्रान्सड्यूसरमा लागू हुन्छ, जसले विद्युतीय संकेतलाई अल्ट्रासोनिक फिल्डमा रूपान्तरण गर्दछ। जब प्रकाश तरंग ध्वनि-अप्टिक माध्यमबाट गुजर्छ, अप्टिकल क्यारियर परिमार्जित हुन्छ र ध्वनि-अप्टिक कार्यको कारण जानकारी बोक्ने तीव्रता मोड्युलेटेड तरंग बन्छ।

2. इलेक्ट्रो-अप्टिकल मोड्युलेटर(EOM)

एक इलेक्ट्रो-अप्टिकल मोड्युलेटर एक मोड्युलेटर हो जसले निश्चित इलेक्ट्रो-अप्टिकल क्रिस्टलहरूको इलेक्ट्रो-अप्टिकल प्रभावहरू प्रयोग गर्दछ, जस्तै लिथियम निओबेट क्रिस्टल (LiNb03), GaAs क्रिस्टल (GaAs) र लिथियम ट्यान्टालेट क्रिस्टल (LiTa03)। इलेक्ट्रो-अप्टिकल प्रभाव यो हो कि जब भोल्टेज इलेक्ट्रो-अप्टिकल क्रिस्टलमा लागू हुन्छ, इलेक्ट्रो-अप्टिकल क्रिस्टलको अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन हुनेछ, परिणामस्वरूप क्रिस्टलको प्रकाश तरंग विशेषताहरूमा परिवर्तन हुन्छ, र चरणको मोड्युलेसन, अप्टिकल सिग्नलको आयाम, तीव्रता र ध्रुवीकरण अवस्था महसुस हुन्छ।

चित्र: EOM चालक सर्किटको विशिष्ट कन्फिगरेसन

3. सेमीकन्डक्टर अप्टिकल मोड्युलेटर/सेमिकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायर (SOM/SOA)

सेमीकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायर (SOA) सामान्यतया अप्टिकल सिग्नल एम्प्लीफिकेशनको लागि प्रयोग गरिन्छ, जसमा चिप, कम पावर खपत, सबै ब्यान्डहरूको लागि समर्थन, इत्यादिका फाइदाहरू छन्, र यो परम्परागत अप्टिकल एम्पलीफायरहरू जस्तै EDFA (इडीएफए) को भविष्यको विकल्प हो।Erbium-doped फाइबर एम्पलीफायर)। एक सेमीकन्डक्टर अप्टिकल मोड्युलेटर (SOM) एक सेमीकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायरको रूपमा एउटै यन्त्र हो, तर यसलाई प्रयोग गर्ने तरिका परम्परागत SOA एम्प्लीफायरको साथ प्रयोग गर्ने तरिका भन्दा अलि फरक छ, र यो संकेतकहरूमा फोकस गरिएको छ जब यसलाई प्रयोग गरिन्छ। प्रकाश मोड्युलेटर एम्पलीफायरको रूपमा प्रयोग हुनेहरू भन्दा अलि फरक छन्। जब अप्टिकल सिग्नल एम्प्लीफिकेशनको लागि प्रयोग गरिन्छ, SOA ले रेखीय क्षेत्रमा काम गर्छ भनेर सुनिश्चित गर्नको लागि सामान्यतया SOA लाई स्थिर ड्राइभिङ वर्तमान प्रदान गरिन्छ; जब यो अप्टिकल पल्सहरू परिमार्जन गर्न प्रयोग गरिन्छ, यसले SOA मा निरन्तर अप्टिकल संकेतहरू इनपुट गर्दछ, SOA ड्राइभ वर्तमान नियन्त्रण गर्न विद्युतीय पल्सहरू प्रयोग गर्दछ, र त्यसपछि SOA आउटपुट अवस्थालाई प्रवर्धन/क्षीणनको रूपमा नियन्त्रण गर्दछ। SOA एम्प्लीफिकेशन र एटेन्युएसन विशेषताहरू प्रयोग गरेर, यो मोड्युलेसन मोड बिस्तारै केही नयाँ अनुप्रयोगहरूमा लागू गरिएको छ, जस्तै अप्टिकल फाइबर सेन्सिङ, LiDAR, OCT मेडिकल इमेजिङ र अन्य क्षेत्रहरू। विशेष गरी केहि परिदृश्यहरूको लागि जुन अपेक्षाकृत उच्च मात्रा, बिजुली खपत र विलुप्त अनुपात चाहिन्छ।

4. लेजर प्रत्यक्ष मोड्युलेसनले लेजर पूर्वाग्रह प्रवाहलाई प्रत्यक्ष नियन्त्रण गरेर अप्टिकल सिग्नललाई पनि परिमार्जन गर्न सक्छ, तलको चित्रमा देखाइएको अनुसार, प्रत्यक्ष मोड्युलेसन मार्फत 3 नानोसेकेन्ड पल्स चौडाइ प्राप्त गरिन्छ। यो देख्न सकिन्छ कि पल्सको सुरुमा एक स्पाइक छ, जुन लेजर वाहकको विश्रामले ल्याउँछ। यदि तपाइँ लगभग 100 पिकोसेकेन्डको पल्स प्राप्त गर्न चाहनुहुन्छ भने, तपाइँ यो स्पाइक प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। तर सामान्यतया हामी यो स्पाइक हुन चाहँदैनौं।

योग गर्नुहोस्

AOM केहि वाटमा अप्टिकल पावर आउटपुटको लागि उपयुक्त छ र फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट प्रकार्य छ। EOM छिटो छ, तर ड्राइभ जटिलता उच्च छ र विलुप्त हुने अनुपात कम छ। SOM (SOA) GHz गति र उच्च विलुप्तता अनुपातको लागि इष्टतम समाधान हो, कम पावर खपत, लघुकरण र अन्य सुविधाहरूको साथ। प्रत्यक्ष लेजर डायोडहरू सस्तो समाधान हो, तर वर्णक्रमीय विशेषताहरूमा परिवर्तनहरू बारे सचेत रहनुहोस्। प्रत्येक मोड्युलेसन योजनाको आफ्नै फाइदा र बेफाइदाहरू छन्, र यो योजना छनोट गर्दा आवेदन आवश्यकताहरू सही रूपमा बुझ्न महत्त्वपूर्ण छ, र प्रत्येक योजनाको फाइदा र बेफाइदाहरूसँग परिचित हुनुहोस्, र सबैभन्दा उपयुक्त योजना छनोट गर्नुहोस्। उदाहरणका लागि, वितरित फाइबर सेन्सिङमा, परम्परागत AOM मुख्य हो, तर केही नयाँ प्रणाली डिजाइनहरूमा, SOA योजनाहरूको प्रयोग द्रुत रूपमा बढिरहेको छ, केही पवन liDAR परम्परागत योजनाहरूमा दुई-चरण AOM, नयाँ योजना डिजाइन प्रयोग गर्दछ। लागत घटाउने, साइज घटाउने र विलुप्त हुने अनुपातमा सुधार गर्ने SOA योजना अपनाइन्छ। सञ्चार प्रणालीमा, कम गति प्रणालीले सामान्यतया प्रत्यक्ष मोड्युलेसन योजना अपनाउछ, र उच्च गति प्रणालीले सामान्यतया इलेक्ट्रो-ओप्टिक मोडुलेशन योजना प्रयोग गर्दछ।