चार सामान्य मॉड्युलेटर्सचे विहंगावलोकन

चार सामान्य मॉड्युलेटर्सचे विहंगावलोकन

या पेपरमध्ये चार मॉड्युलेशन पद्धती (नॅनोसेकंद किंवा सबनॅनोसेकंद टाइम डोमेनमध्ये लेझर ॲम्प्लिट्यूड बदलणे) सादर केल्या आहेत ज्या फायबर लेसर सिस्टममध्ये सर्वात जास्त वापरल्या जातात. यामध्ये AOM (अकोस्टो-ऑप्टिक मॉड्युलेशन), EOM (इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेशन), SOM/SOA(सेमीकंडक्टर लाइट ॲम्प्लीफिकेशन याला सेमीकंडक्टर मॉड्युलेशन असेही म्हणतात), आणिथेट लेसर मॉड्यूलेशन. त्यापैकी, AOM,EOM,SOM बाह्य मॉड्यूलेशन किंवा अप्रत्यक्ष मॉड्युलेशनशी संबंधित आहे.

1. अकोस्टो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर (AOM)

अकोस्टो-ऑप्टिक मॉड्युलेशन ही एक भौतिक प्रक्रिया आहे जी ऑप्टिकल कॅरियरवर माहिती लोड करण्यासाठी अकोस्टो-ऑप्टिक प्रभाव वापरते. मॉड्युलेट करताना, इलेक्ट्रिकल सिग्नल (एम्प्लीट्यूड मॉड्युलेशन) प्रथम इलेक्ट्रो-अकॉस्टिक ट्रान्सड्यूसरवर लागू केले जाते, जे इलेक्ट्रिकल सिग्नलला अल्ट्रासोनिक फील्डमध्ये रूपांतरित करते. जेव्हा प्रकाश तरंग अकोस्टो-ऑप्टिक माध्यमातून जातो, तेव्हा ऑप्टिकल वाहक मॉड्युलेट केले जाते आणि ध्वनि-ऑप्टिक क्रियेमुळे माहिती वाहून नेणारी तीव्रता मोड्यूलेटेड वेव्ह बनते.

2. इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर(ईओएम)

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर हा एक मॉड्युलेटर आहे जो विशिष्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टल्सच्या इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभावांचा वापर करतो, जसे की लिथियम नायोबेट क्रिस्टल्स (LiNb03), GaAs क्रिस्टल्स (GaAs) आणि लिथियम टँटालेट क्रिस्टल्स (LiTa03). इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इफेक्ट असा आहे की जेव्हा इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टलवर व्होल्टेज लागू केला जातो, तेव्हा इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टलचा अपवर्तक निर्देशांक बदलतो, परिणामी क्रिस्टलच्या प्रकाश लहरी वैशिष्ट्यांमध्ये बदल होतो आणि टप्प्याचे मॉड्यूलेशन, ऑप्टिकल सिग्नलची मोठेपणा, तीव्रता आणि ध्रुवीकरण स्थिती लक्षात येते.

आकृती: EOM ड्रायव्हर सर्किटचे ठराविक कॉन्फिगरेशन

3. सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल मॉड्युलेटर/सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल ॲम्प्लीफायर (SOM/SOA)

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल ॲम्प्लीफायर (SOA) सामान्यत: ऑप्टिकल सिग्नल ॲम्प्लीफायरसाठी वापरला जातो, ज्यामध्ये चिप, कमी उर्जा वापर, सर्व बँडसाठी समर्थन इत्यादी फायदे आहेत आणि EDFA (ईडीएफए) सारख्या पारंपारिक ऑप्टिकल ॲम्प्लीफायरचा भविष्यातील पर्याय आहे.एर्बियम-डोपड फायबर ॲम्प्लिफायर). सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल मॉड्युलेटर (एसओएम) हे सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल ॲम्प्लिफायर सारखेच उपकरण आहे, परंतु ते ज्या पद्धतीने वापरले जाते ते पारंपारिक SOA ॲम्प्लिफायरसह वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतीपेक्षा थोडे वेगळे आहे आणि जेव्हा ते वापरले जाते तेव्हा ते ज्या निर्देशकांवर लक्ष केंद्रित करते. लाइट मॉड्युलेटर ॲम्प्लिफायर म्हणून वापरल्या जाणाऱ्यापेक्षा थोडे वेगळे आहेत. जेव्हा ऑप्टिकल सिग्नल ॲम्प्लीफिकेशनसाठी वापरले जाते, तेव्हा SOA रेखीय प्रदेशात कार्य करते याची खात्री करण्यासाठी सामान्यतः SOA ला एक स्थिर ड्रायव्हिंग करंट प्रदान केला जातो; जेव्हा ते ऑप्टिकल पल्स मॉड्युलेट करण्यासाठी वापरले जाते, तेव्हा ते SOA ला सतत ऑप्टिकल सिग्नल इनपुट करते, SOA ड्राइव्ह करंट नियंत्रित करण्यासाठी इलेक्ट्रिकल पल्स वापरते आणि नंतर SOA आउटपुट स्थिती प्रवर्धन/क्षीणन म्हणून नियंत्रित करते. SOA ॲम्प्लीफिकेशन आणि ॲटेन्युएशन वैशिष्ट्यांचा वापर करून, हे मॉड्युलेशन मोड हळूहळू काही नवीन अनुप्रयोगांवर लागू केले गेले आहे, जसे की ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग, LiDAR, OCT मेडिकल इमेजिंग आणि इतर फील्ड. विशेषत: काही परिस्थितींसाठी ज्यांना तुलनेने उच्च व्हॉल्यूम, वीज वापर आणि विलोपन गुणोत्तर आवश्यक आहे.

4. लेसर डायरेक्ट मॉड्युलेशन थेट लेसर बायस करंट नियंत्रित करून ऑप्टिकल सिग्नल देखील सुधारू शकते, खालील आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, डायरेक्ट मॉड्युलेशनद्वारे 3 नॅनोसेकंद पल्स रुंदी प्राप्त होते. हे पाहिले जाऊ शकते की नाडीच्या सुरूवातीस एक स्पाइक आहे, जो लेसर वाहकाच्या विश्रांतीमुळे आणला जातो. जर तुम्हाला सुमारे 100 पिकोसेकंदची नाडी मिळवायची असेल तर तुम्ही हा स्पाइक वापरू शकता. पण सहसा आपल्याला हा स्पाइक नको असतो.

बेरीज करा

AOM काही वॅट्समध्ये ऑप्टिकल पॉवर आउटपुटसाठी योग्य आहे आणि त्यात वारंवारता शिफ्ट फंक्शन आहे. EOM वेगवान आहे, परंतु ड्राइव्हची जटिलता जास्त आहे आणि विलुप्त होण्याचे प्रमाण कमी आहे. SOM (SOA) हे GHz गती आणि उच्च विलोपन गुणोत्तर, कमी उर्जा वापर, सूक्ष्मीकरण आणि इतर वैशिष्ट्यांसह इष्टतम उपाय आहे. डायरेक्ट लेसर डायोड हे सर्वात स्वस्त उपाय आहेत, परंतु स्पेक्ट्रल वैशिष्ट्यांमधील बदलांची जाणीव ठेवा. प्रत्येक मॉड्युलेशन स्कीमचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे असतात, आणि योजना निवडताना अनुप्रयोग आवश्यकता अचूकपणे समजून घेणे आणि प्रत्येक योजनेचे फायदे आणि तोटे जाणून घेणे आणि सर्वात योग्य योजना निवडणे महत्वाचे आहे. उदाहरणार्थ, वितरित फायबर सेन्सिंगमध्ये, पारंपारिक AOM मुख्य आहे, परंतु काही नवीन सिस्टम डिझाइनमध्ये, SOA योजनांचा वापर झपाट्याने वाढत आहे, काही wind liDAR पारंपारिक योजना दोन-स्टेज AOM वापरतात, नवीन योजना डिझाइन करण्यासाठी खर्च कमी करणे, आकार कमी करणे आणि विलुप्त होण्याचे प्रमाण सुधारणे, SOA योजना स्वीकारली आहे. संप्रेषण प्रणालीमध्ये, कमी गती प्रणाली सहसा थेट मॉड्यूलेशन योजना स्वीकारते आणि उच्च गती प्रणाली सामान्यत: इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेशन योजना वापरते.