რა არის ელექტროოპტიკური მოდულატორი ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი? მეორე ნაწილი

02ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორიდაელექტრო-ოპტიკური მოდულაციაოპტიკური სიხშირის სავარცხელი

ელექტროოპტიკური ეფექტი გულისხმობს მასალის გარდატეხის ინდექსის ცვლილებას ელექტრული ველის გამოყენებისას. ელექტროოპტიკური ეფექტის ორი ძირითადი სახეობა არსებობს: ერთი არის პირველადი ელექტროოპტიკური ეფექტი, ასევე ცნობილი როგორც პოკელის ეფექტი, რომელიც გულისხმობს მასალის გარდატეხის ინდექსის ხაზოვან ცვლილებას გამოყენებული ელექტრული ველის მიხედვით. მეორე არის მეორადი ელექტროოპტიკური ეფექტი, ასევე ცნობილი როგორც კერის ეფექტი, რომლის დროსაც მასალის გარდატეხის ინდექსის ცვლილება პროპორციულია ელექტრული ველის კვადრატის. ელექტროოპტიკური მოდულატორების უმეტესობა ეფუძნება პოკელის ეფექტს. ელექტროოპტიკური მოდულატორის გამოყენებით, ჩვენ შეგვიძლია მოვახდინოთ დაცემული სინათლის ფაზის მოდულირება და ფაზური მოდულაციის საფუძველზე, გარკვეული გარდაქმნის გზით, ასევე შეგვიძლია მოვახდინოთ სინათლის ინტენსივობის ან პოლარიზაციის მოდულირება.

არსებობს რამდენიმე განსხვავებული კლასიკური სტრუქტურა, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ზე. (ა), (ბ) და (გ) ყველა წარმოადგენს მარტივი სტრუქტურის მქონე ერთმოდულატორულ სტრუქტურას, მაგრამ გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ხაზის სიგანე შეზღუდულია ელექტროოპტიკური გამტარობით. თუ საჭიროა მაღალი გამეორების სიხშირის ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი, საჭიროა ორი ან მეტი მოდულატორი კასკადურად, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2(დ)(ე)-ზე. სტრუქტურის ბოლო ტიპს, რომელიც წარმოქმნის ოპტიკურ სიხშირის სავარცხელს, ეწოდება ელექტროოპტიკური რეზონატორი, რომელიც წარმოადგენს რეზონატორში განთავსებულ ელექტროოპტიკურ მოდულატორს, ან თავად რეზონატორს შეუძლია ელექტროოპტიკური ეფექტის წარმოქმნა, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 3-ზე.

სურ. 2. ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების გენერირების რამდენიმე ექსპერიმენტული მოწყობილობა, რომელიც დაფუძნებულიაელექტრო-ოპტიკური მოდულატორები

სურ. 3 რამდენიმე ელექტროოპტიკური ღრუს სტრუქტურა
03 ელექტროოპტიკური მოდულაციის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის მახასიათებლები

უპირატესობა ერთი: მორგების შესაძლებლობა

რადგან სინათლის წყარო არის რეგულირებადი ფართოსპექტრული ლაზერი და ელექტროოპტიკური მოდულატორი ასევე ფლობს გარკვეული სამუშაო სიხშირის დიაპაზონს, ელექტროოპტიკური მოდულაციის ოპტიკური სიხშირის სავარცხელიც სიხშირის რეგულირებადია. რეგულირებადი სიხშირის გარდა, რადგან მოდულატორის ტალღის ფორმის გენერირება რეგულირებადია, შედეგად მიღებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის გამეორების სიხშირეც რეგულირებადია. ეს არის უპირატესობა, რომელიც რეჟიმით ბლოკირებული ლაზერებისა და მიკრორეზონატორების მიერ წარმოებულ ოპტიკურ სიხშირის სავარცხლებს არ გააჩნიათ.

მეორე უპირატესობა: გამეორების სიხშირე

გამეორების სიხშირე არა მხოლოდ მოქნილია, არამედ მისი მიღწევა შესაძლებელია ექსპერიმენტული აღჭურვილობის შეცვლის გარეშე. ელექტროოპტიკური მოდულაციის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ხაზის სიგანე დაახლოებით ექვივალენტურია მოდულაციის გამტარობისა, კომერციული ელექტროოპტიკური მოდულატორის ზოგადი გამტარობაა 40 გჰც, ხოლო ელექტროოპტიკური მოდულაციის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის გამეორების სიხშირე შეიძლება აღემატებოდეს ყველა სხვა მეთოდით გენერირებულ ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის გამტარობას, გარდა მიკრორეზონატორისა (რომელსაც შეუძლია 100 გჰც-მდე მიაღწიოს).

უპირატესობა 3: სპექტრული ფორმირება

სხვა მეთოდებით წარმოებულ ოპტიკურ სავარცხელთან შედარებით, ელექტროოპტიკური მოდულირებული ოპტიკური სავარცხლის ოპტიკური დისკის ფორმა განისაზღვრება თავისუფლების რამდენიმე ხარისხით, როგორიცაა რადიოსიხშირული სიგნალი, მიკერძოების ძაბვა, ინციდენტური პოლარიზაცია და ა.შ., რომელთა გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა სავარცხლების ინტენსივობის გასაკონტროლებლად სპექტრული ფორმირების მიზნის მისაღწევად.

04 ელექტროოპტიკური მოდულატორის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის გამოყენება

ელექტროოპტიკური მოდულატორის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის პრაქტიკული გამოყენებისას, ის შეიძლება დაიყოს ერთ და ორ სავარცხლიან სპექტრებად. ერთ სავარცხლიანი სპექტრის ხაზებს შორის მანძილი ძალიან ვიწროა, ამიტომ შესაძლებელია მაღალი სიზუსტის მიღწევა. ამავდროულად, რეჟიმის ბლოკირების ლაზერით წარმოებულ ოპტიკურ სიხშირის სავარცხელთან შედარებით, ელექტროოპტიკური მოდულატორის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის მოწყობილობა უფრო პატარაა და უკეთ რეგულირებადია. ორ სავარცხლიანი სპექტრომეტრი წარმოიქმნება ორი კოჰერენტული ერთ სავარცხლის ინტერფერენციით ოდნავ განსხვავებული გამეორების სიხშირით, ხოლო გამეორების სიხშირის სხვაობა არის ახალი ინტერფერენციული სავარცხლის სპექტრის ხაზებს შორის მანძილი. ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ტექნოლოგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპტიკურ გამოსახულებაში, დიაპაზონში, სისქის გაზომვაში, ინსტრუმენტების კალიბრაციაში, თვითნებური ტალღის ფორმის სპექტრის ფორმირებაში, რადიოსიხშირულ ფოტონიკაში, დისტანციურ კომუნიკაციაში, ოპტიკურ სტელსში და ა.შ.

სურ. 4. ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის გამოყენების სცენარი: მაგალითად, მაღალსიჩქარიანი ტყვიის პროფილის გაზომვის აღება