المبدأ الأساسي للمغير البصري

المغير البصري، يستخدم للتحكم في شدة الضوء، وتصنيف الكهروضوئية، والحرارية البصرية، والصوتية، وجميع النظريات البصرية الأساسية للتأثير الكهروضوئي.
يعد المغير البصري أحد أهم الأجهزة البصرية المتكاملة في الاتصالات البصرية عالية السرعة وقصيرة المدى. يمكن تقسيم مُغير الضوء وفقًا لمبدأ التعديل الخاص به إلى كهروضوئية، بصرية حرارية، بصرية صوتية، بصرية بالكامل، وما إلى ذلك، وهي تعتمد على النظرية الأساسية وهي مجموعة متنوعة من الأشكال المختلفة للتأثير الكهروضوئي، والتأثير الصوتي البصري، والتأثير المغناطيسي البصري ، تأثير فرانز كلديش، تأثير ستارك الكمومي، تأثير تشتت الناقل.

الالمغير الكهروضوئيهو جهاز ينظم معامل الانكسار أو الامتصاص أو السعة أو الطور للضوء الناتج من خلال تغيير الجهد أو المجال الكهربائي. وهو يتفوق على الأنواع الأخرى من المعدِّلات من حيث الفقد واستهلاك الطاقة والسرعة والتكامل، وهو أيضًا المعدِّل الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر. في عملية الإرسال والإرسال والاستقبال البصري، يتم استخدام المغير البصري للتحكم في شدة الضوء، ودوره مهم جدًا.

الغرض من تعديل الضوء هو تحويل الإشارة المطلوبة أو المعلومات المرسلة، بما في ذلك "القضاء على إشارة الخلفية، والقضاء على الضوضاء، ومكافحة التداخل"، وذلك لتسهيل المعالجة والنقل والكشف.

يمكن تقسيم أنواع التعديل إلى فئتين عريضتين اعتمادًا على مكان تحميل المعلومات على موجة الضوء:

الأول هو القوة الدافعة لمصدر الضوء المشكل بواسطة الإشارة الكهربائية؛ والآخر هو تعديل البث مباشرة.

يستخدم الأول بشكل أساسي للاتصالات البصرية، ويستخدم الأخير بشكل أساسي للاستشعار البصري. باختصار: التعديل الداخلي والتعديل الخارجي.

وفقا لطريقة التعديل فإن نوع التعديل هو:

1) تعديل الشدة;

2) تعديل المرحلة;

3) تعديل الاستقطاب.

4) تعديل التردد والطول الموجي.

1.1، تعديل الكثافة

تعديل شدة الضوء هو شدة الضوء ككائن تعديل، واستخدام عوامل خارجية لقياس التيار المستمر أو التغيير البطيء للإشارة الضوئية إلى تغيير تردد أسرع للإشارة الضوئية، بحيث يمكن استخدام مضخم اختيار تردد التيار المتردد تضخيم، ومن ثم المبلغ المراد قياسه بشكل مستمر.

1.2، تعديل المرحلة

يسمى مبدأ استخدام العوامل الخارجية لتغيير طور الموجات الضوئية وقياس الكميات الفيزيائية عن طريق اكتشاف تغيرات الطور بتعديل الطور البصري.

يتم تحديد مرحلة موجة الضوء من خلال الطول المادي لانتشار الضوء، ومعامل الانكسار لوسط الانتشار وتوزيعه، أي أنه يمكن توليد تغيير مرحلة موجة الضوء عن طريق تغيير المعلمات المذكورة أعلاه لتحقيق تعديل المرحلة.

نظرًا لأن كاشف الضوء بشكل عام لا يمكنه إدراك تغير طور موجة الضوء، يجب علينا استخدام تقنية تداخل الضوء لتحويل تغير الطور إلى تغير في شدة الضوء، وذلك لتحقيق اكتشاف الكميات الفيزيائية الخارجية، وبالتالي يجب أن يتضمن تعديل الطور البصري جزأين: الأول هو الآلية الفيزيائية لتوليد تغير الطور للموجة الضوئية؛ والثاني هو تدخل الضوء.

1.3. تعديل الاستقطاب

إن أبسط طريقة لتحقيق تعديل الضوء هي تدوير مستقطبين بالنسبة لبعضهما البعض. وفقا لنظرية مالوس، شدة الضوء الناتج هي I=I0cos2α

حيث: تمثل I0 شدة الضوء التي يمر بها المستقطبان عندما يكون المستوى الرئيسي ثابتًا؛ تمثل ألفا الزاوية بين المستويين الرئيسيين للمستقطبين.

1.4 تعديل التردد والطول الموجي

مبدأ استخدام العوامل الخارجية لتغيير تردد أو طول موجة الضوء وقياس الكميات الفيزيائية الخارجية عن طريق الكشف عن التغيرات في تردد أو طول موجة الضوء يسمى تعديل التردد والطول الموجي للضوء.