نظرة عامة على أربعة مُحدلات شائعة

نظرة عامة على أربعة مُحدلات شائعة

تقدم هذه الورقة أربع طرق تعديل (تغيير سعة الليزر في مجال زمن النانوسيوم أو دونانو ثانية) الأكثر استخدامًا في أنظمة الليزر الألياف. وتشمل هذه AOM (التعديل الصوتي البصري) ، EOM (التعديل الكهربائي البصري) ، SOM/الخدمية(تضخيم ضوء أشباه الموصلات المعروف أيضًا باسم تعديل أشباه الموصلات) ، وتعديل الليزر المباشر. من بينهم ، aom ،eom، ينتمي سوم إلى تعديل خارجي ، أو تعديل غير مباشر.

1. المغير الصوتي البصري (AOM)

التعديل الصوتي البصري هو عملية مادية تستخدم التأثير الصوتي البصري لتحميل المعلومات على الناقل البصري. عند التعديل ، يتم تطبيق الإشارة الكهربائية (تعديل السعة) أولاً على محول الطاقة الصوتية الكهربائية ، والذي يحول الإشارة الكهربائية إلى مجال بالموجات فوق الصوتية. عندما تمر موجة الضوء عبر الوسط الصوتي البصري ، يتم تعديل الناقل البصري ويصبح معلومات موجة محددة في الحمل بسبب الإجراء الصوتي البصري

2. المغير الكهربائي(EOM)

المغير الكهروم البصري هو مُعدِّل يستخدم التأثيرات الكهروم البصرية لبعض البلورات الكهربائية الضوئية ، مثل بلورات نيوبيت الليثيوم (LINB03) ، وبلورات GAAS (GAAs) وبلورات تانتاليت الليثيوم (LITA03). التأثير الكهروم البصري هو أنه عندما يتم تطبيق الجهد على البلورة الكهربائية البصرية ، فإن مؤشر الانكسار للبلورة البصرية الكهربية سوف يتغير ، مما يؤدي إلى تغييرات في خصائص الموجة الخفيفة للبلورة ، ويتم تعديل الطور ، السعة ، شدة وحالة الاستقطاب للإشارة البصرية.

الشكل: التكوين النموذجي لدائرة برنامج تشغيل EOM

3. أشباه الموصلات البصرية/مكبر للصوت البصري شبه الموصل (SOM/SOA)

عادةً ما يتم استخدام مكبر الصوت البصري شبه الموصل (SOA) لتضخيم الإشارات البصرية ، والذي يتمتع بمزايا رقاقة ، واستهلاك الطاقة المنخفضة ، ودعم جميع النطاقات ، وما إلى ذلك ، وهو بديل مستقبلي لمضخمات بصرية تقليدية مثل EDFA (erbium doped الألياف مكبر للصوت). إن المغير البصري لأشباه الموصلات (SOM) هو نفس الجهاز مثل مضخم صوت أشباه الموصلات ، ولكن الطريقة التي يتم استخدامها تختلف قليلاً عن الطريقة التي يتم بها استخدامها مع مضخم الخدمية التقليدي ، والمؤشرات التي تركز عليها عند استخدامها كمعدل ضوئي تختلف قليلاً عن تلك المستخدمة كضخم. عند استخدامها لتضخيم الإشارة البصرية ، يتم عادة توفير تيار قيادة مستقر إلى الخدمية لضمان عمل الخدمية في المنطقة الخطية ؛ عندما يتم استخدامه لتعديل النبضات البصرية ، فإنه يدخل الإشارات البصرية المستمرة إلى الخدمية ، ويستخدم النبضات الكهربائية للتحكم في تيار محرك SOA ، ثم التحكم في حالة إخراج SOA كضخمة/توهين. باستخدام خصائص تضخيم الخدمية والتوهين ، تم تطبيق وضع التعديل هذا تدريجياً على بعض التطبيقات الجديدة ، مثل استشعار الألياف الضوئية ، و lidar ، والتصوير الطبي OCT وغيرها من الحقول. خاصة بالنسبة لبعض السيناريوهات التي تتطلب حجمًا كبيرًا نسبيًا واستهلاك الطاقة والانقراض.

4. يمكن أن يعدل التعديل المباشر بالليزر الإشارة البصرية عن طريق التحكم مباشرة في تيار التحيز بالليزر ، كما هو موضح في الشكل أدناه ، يتم الحصول على عرض نبض 3 نانو ثانية من خلال التعديل المباشر. يمكن أن نرى أن هناك ارتفاعًا في بداية النبض ، والذي يسببه استرخاء حاملة الليزر. إذا كنت ترغب في الحصول على نبض يبلغ حوالي 100 بيكو ثانية ، فيمكنك استخدام هذا الارتفاع. ولكن عادة لا نريد الحصول على هذا الارتفاع.

ملخص

AOM مناسب لإخراج الطاقة البصرية في بضعة واط وله وظيفة تحول التردد. EOM سريع ، لكن تعقيد محرك الأقراص مرتفع ونسبة الانقراض منخفضة. SOM (SOA) هو الحل الأمثل لسرعة GHZ ونسبة الانقراض العالية ، مع انخفاض استهلاك الطاقة ، التصغير والميزات الأخرى. ثنائيات الليزر المباشر هي الحل أرخص ، ولكن كن على دراية بالتغيرات في الخصائص الطيفية. كل مخطط تعديل له مزايا وعيوبه الخاصة ، ومن المهم فهم متطلبات التطبيق بدقة عند اختيار مخطط ، والتعرف على مزايا وعيوب كل مخطط ، واختيار المخطط الأنسب. على سبيل المثال ، في استشعار الألياف الموزعة ، يعتبر AOM التقليدي هو الرئيسي ، ولكن في بعض تصميمات النظام الجديدة ، ينمو استخدام مخططات الخدمية بسرعة ، في بعض المخططات التقليدية للرياح ، تستخدم AOM على مرحلتين ، تصميم المخطط الجديد من أجل تقليل التكلفة ، وتقليل الحجم ، وتحسين نسبة الانقراض. في نظام الاتصالات ، يعتمد نظام السرعة المنخفضة عادةً مخطط التعديل المباشر ، ويستخدم نظام السرعة العالي عادةً نظام التعديل الكهروم البصري.