ما هو المغير البصري؟

ما هو المغير البصري؟

المغير البصريغالبًا ما تستخدم لمعالجة خصائص أشعة الضوء، مثل أشعة الليزر. يمكن للجهاز معالجة خصائص الشعاع، مثل الطاقة الضوئية أو الطور. يسمى المغير وفقا لطبيعة الشعاع المشكلالمغير كثافة, المغير المرحلة، مُعدِّل الاستقطاب، المغير البصري المكاني، وما إلى ذلك. يمكن استخدام أنواع مختلفة من المعدِّلات في تطبيقات مختلفة، مثل اتصالات الألياف الضوئية، وأجهزة العرض، وأشعة الليزر ذات التبديل Q أو الوضع المقفل، والقياس البصري.

نوع المغير البصري

هناك عدة أنواع مختلفة من المغيرات:

1. المغير الصوتي البصري هو المغير الذي يعتمد على التأثير الصوتي البصري. يتم استخدامها للتبديل أو ضبط سعة شعاع الليزر بشكل مستمر، أو تغيير تردد الضوء، أو تغيير اتجاه الفضاء.

2. الالمغير الكهروضوئيةيستخدم التأثير الكهروضوئي في صندوق Kerrs الفقاعي. يمكنها تعديل حالة الاستقطاب أو الطور أو قدرة الشعاع، أو استخدامها لاستخراج النبض كما هو مذكور في القسم الخاص بمضخمات النبض فائقة القصر.

3. مُعدِّل الامتصاص الكهربائي هو مُعدِّل كثافة يستخدم في جهاز إرسال البيانات في اتصالات الألياف الضوئية.

(4) تُستخدم عادةً مُعدِّلات التداخل، مثل مُعدِّلات Mach-Zehnder، في الدوائر المتكاملة الضوئية لنقل البيانات الضوئية.

5. يمكن أن تعتمد مُعدِّلات الألياف الضوئية على مجموعة متنوعة من المبادئ. يمكن أن يكون جهاز ألياف بصرية حقيقيًا، أو يمكن أن يكون أحد مكونات الجسم التي تحتوي على أسلاك التوصيل المصنوعة من الألياف.

6. مُعدِّل الكريستال السائل مناسب للتطبيق على معدات العرض البصرية أو جهاز تشكيل النبض. ويمكن استخدامها أيضًا كمعدِّلات للضوء المكاني، مما يعني أن الإرسال يختلف باختلاف المساحة، والتي يمكن استخدامها في أجهزة العرض.

7. يمكن لقرص التعديل تغيير قوة الحزمة بشكل دوري، والتي يتم استخدامها في بعض القياسات البصرية المحددة (مثل استخدام مكبرات الصوت المقفلة).

8. تعد أدوات تعديل الميكانيكا الدقيقة (الأنظمة الميكانيكية الدقيقة، MEMS) مثل صمامات الضوء القائمة على السيليكون ومصفوفات المرآة ثنائية الأبعاد ذات أهمية خاصة في شاشات العرض.

9. يمكن للمعدلات الضوئية السائبة، مثل المغيرات الكهروضوئية، استخدام مساحة شعاع كبيرة ويمكن تطبيقها أيضًا على المواقف عالية الطاقة. من السهل دمج المعدِّلات المقترنة بالألياف، والتي عادةً ما تكون مُعدِّلات الدليل الموجي مع أسلاك التوصيل المصنوعة من الألياف، في أنظمة الألياف الضوئية.

‌

تطبيق المغير البصري ‌

‌ المعدِّلات الضوئية لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات ‌. فيما يلي مجالات التطبيق الرئيسية للمغيرات الضوئية وتطبيقاتها المحددة:

1. الاتصال البصري: في أنظمة الاتصالات البصرية، تُستخدم المُعدِّلات الضوئية لتعديل سعة وتردد ومرحلة الإشارات الضوئية من أجل نقل المعلومات. يتم استخدامه بشكل شائع في الخطوات الرئيسية مثل التحويل الكهروضوئي وتعديل الإشارة الضوئية وإزالة التشكيل ‌. تعد المغيرات الكهروضوئية ذات أهمية خاصة في أنظمة الاتصالات الضوئية عالية السرعة، والتي تستخدم لتحويل الإشارات الإلكترونية إلى إشارات ضوئية وتحقيق تشفير البيانات ونقلها. من خلال تعديل شدة أو مرحلة الإشارة الضوئية، يمكن تحقيق وظائف تبديل الضوء والتحكم في معدل التعديل وتعديل الإشارة ‌

2. الاستشعار البصري: يمكن للمغير البصري تحقيق قياس ومراقبة البيئة عن طريق تعديل خصائص الإشارة الضوئية. على سبيل المثال، من خلال تعديل طور أو سعة الضوء، يمكن تحقيق جيروسكوبات الألياف الضوئية، وأجهزة استشعار ضغط الألياف الضوئية، وما إلى ذلك.

3. التخزين والمعالجة البصرية: تُستخدم المُعدِّلات الضوئية للتخزين البصري وتطبيقات المعالجة البصرية. في الذاكرة الضوئية، يمكن استخدام المُعدِّلات الضوئية لكتابة وقراءة المعلومات داخل وخارج الوسائط الضوئية. في المعالجة البصرية، يمكن استخدام المغير البصري لتشكيل الإشارات الضوئية وتصفيتها وتعديلها وإزالة تشكيلها ‌

4. التصوير البصري: يمكن استخدام المُعدِّلات الضوئية لتعديل طور وسعة شعاع الضوء، وبالتالي تغيير خصائص الصورة في التصوير البصري. على سبيل المثال، يمكن لمُعدِّل مجال الضوء تنفيذ تعديل الطور ثنائي الأبعاد لتغيير الطول البؤري وعمق التركيز للحزمة ‌

5. التحكم في الضوضاء البصرية: يمكن للمغير البصري التحكم في كثافة وتكرار الضوء، وبالتالي تقليل أو قمع الضوضاء البصرية في النظام البصري. يمكن استخدامه في مكبرات الصوت الضوئية والليزر وأنظمة نقل الألياف الضوئية لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وأداء النظام ‌

6. تطبيقات أخرى: تستخدم المغيرات الكهروضوئية أيضًا في التحليل الطيفي وأنظمة الرادار والتشخيص الطبي وغيرها من المجالات. في التحليل الطيفي، يمكن استخدام المغير الكهروضوئي كأحد مكونات محلل الطيف البصري للتحليل والقياس الطيفي. في نظام الرادار، يتم استخدام المغير الكهروضوئي لتعديل الإشارة وإزالة التشكيل. في التشخيص الطبي، تُستخدم المُعدِّلات الكهروضوئية في التصوير البصري والعلاج ‌.