02modulator electro-opticşimodulație electro-opticăpieptene de frecvență optică
Efectul electro-optic se referă la efectul prin care indicele de refracție al unui material se modifică atunci când i se aplică un câmp electric. Există două tipuri principale de efecte electro-optice: unul este efectul electro-optic primar, cunoscut și sub numele de efectul Pokels, care se referă la modificarea liniară a indicelui de refracție al materialului odată cu câmpul electric aplicat. Celălalt este efectul electro-optic secundar, cunoscut și sub numele de efectul Kerr, în care modificarea indicelui de refracție al materialului este proporțională cu pătratul câmpului electric. Majoritatea modulatoarelor electro-optice se bazează pe efectul Pokels. Folosind modulatorul electro-optic, putem modula faza luminii incidente și, pe baza modulației de fază, printr-o anumită conversie, putem modula și intensitatea sau polarizarea luminii.
Există mai multe structuri clasice diferite, așa cum se arată în Figura 2. (a), (b) și (c) sunt toate structuri cu un singur modulator cu structură simplă, dar lățimea liniei pieptenului de frecvență optică generat este limitată de lățimea de bandă electro-optică. Dacă este necesar un pieptene de frecvență optică cu frecvență de repetiție ridicată, sunt necesari doi sau mai mulți modulatori în cascadă, așa cum se arată în Figura 2(d)(e). Ultimul tip de structură care generează un pieptene de frecvență optică se numește rezonator electro-optic, care este modulatorul electro-optic plasat în rezonator sau rezonatorul în sine poate produce un efect electro-optic, așa cum se arată în Figura 3.
FIG. 2 Mai multe dispozitive experimentale pentru generarea de piepteni de frecvență optică bazați pemodulatoare electro-optice
FIG. 3 Structuri ale mai multor cavități electro-optice
03 Caracteristicile pieptenului de frecvență optică a modulației electro-optice
Avantajul unu: reglabilitatea
Întrucât sursa de lumină este un laser cu spectru larg reglabil, iar modulatorul electro-optic are și o anumită lățime de bandă de frecvență de funcționare, pieptenele de frecvență optică cu modulație electro-optică este, de asemenea, reglabil în frecvență. Pe lângă frecvența reglabilă, deoarece generarea formei de undă a modulatorului este reglabilă, și frecvența de repetiție a pieptenului de frecvență optică rezultat este reglabilă. Acesta este un avantaj pe care pieptenii de frecvență optică produși de lasere cu mod blocat și micro-rezonatoare nu îl au.
Avantajul doi: frecvența de repetiție
Rata de repetiție nu este doar flexibilă, ci poate fi obținută și fără a schimba echipamentul experimental. Lățimea liniei pieptenelui de frecvență optică cu modulație electro-optică este aproximativ echivalentă cu lățimea de bandă de modulație, lățimea de bandă a modulatorului electro-optic comercial general este de 40 GHz, iar frecvența de repetiție a pieptenelui de frecvență optică cu modulație electro-optică poate depăși lățimea de bandă a pieptenelui de frecvență optică generată de toate celelalte metode, cu excepția micro-rezonatorului (care poate ajunge la 100 GHz).
Avantajul 3: modelare spectrală
Comparativ cu pieptenele optic produs prin alte metode, forma discului optic al pieptenelor optic modulate electro-optic este determinată de o serie de grade de libertate, cum ar fi semnalul de radiofrecvență, tensiunea de polarizare, polarizarea incidentă etc., care pot fi utilizate pentru a controla intensitatea diferiților piepteni pentru a atinge scopul modelării spectrale.
04 Aplicarea pieptenelui de frecvență optică al modulatorului electro-optic
În aplicațiile practice ale pieptenilor de frecvență optică cu modulator electro-optic, aceștia pot fi împărțiți în spectre cu un singur pieptene și cu două piepteni. Spațierea dintre liniile spectrului cu un singur pieptene este foarte îngustă, ceea ce permite obținerea unei precizii ridicate. În același timp, în comparație cu pieptenele de frecvență optică produs de laserul cu mod blocat, dispozitivul cu pieptene de frecvență optică cu modulator electro-optic este mai mic și mai ușor de reglat. Spectrometrul cu două piepteni este produs prin interferența a doi piepteni simpli coerenți cu frecvențe de repetiție ușor diferite, iar diferența de frecvență de repetiție reprezintă spațierea dintre liniile noului spectru de interferență cu pieptene. Tehnologia pieptenilor de frecvență optică poate fi utilizată în imagistica optică, măsurarea distanței, măsurarea grosimii, calibrarea instrumentelor, modelarea spectrului de forme de undă arbitrare, fotonică de radiofrecvență, comunicare la distanță, stealth optic și așa mai departe.
FIG. 4 Scenariu de aplicare a pieptenului optic de frecvență: Luând ca exemplu măsurarea profilului glonțului de mare viteză
Data publicării: 19 decembrie 2023