02elektro-optisk modulatorogelektro-optisk modulationoptisk frekvens kam
Elektro-optisk effekt refererer til den effekt, at brydningsindekset for et materiale ændres, når et elektrisk felt påføres. Der er to hovedtyper af elektro-optisk effekt, den ene er den primære elektro-optiske effekt, også kendt som Pokels-effekten, som refererer til den lineære ændring af materialets brydningsindeks med det påførte elektriske felt. Den anden er den sekundære elektro-optiske effekt, også kendt som Kerr-effekten, hvor ændringen i materialets brydningsindeks er proportional med kvadratet af det elektriske felt. De fleste elektro-optiske modulatorer er baseret på Pokels-effekten. Ved hjælp af den elektro-optiske modulator kan vi modulere fasen af det indfaldende lys, og på baggrund af fasemodulationen kan vi gennem en vis konvertering også modulere lysets intensitet eller polarisering.
Der er flere forskellige klassiske strukturer, som vist i figur 2. (a), (b) og (c) er alle enkeltmodulatorstrukturer med enkel struktur, men linjebredden af den genererede optiske frekvenskam er begrænset af den elektro-optiske båndbredde. Hvis der kræves en optisk frekvenskam med høj gentagelsesfrekvens, kræves to eller flere modulatorer i kaskade, som vist i figur 2(d)(e). Den sidste type struktur, der genererer en optisk frekvenskam, kaldes en elektro-optisk resonator, som er den elektro-optiske modulator placeret i resonatoren, eller selve resonatoren kan producere en elektro-optisk effekt, som vist i figur 3.
FIG. 2 Flere eksperimentelle enheder til generering af optiske frekvenskamme baseret påelektro-optiske modulatorer
FIG. 3 Strukturer af flere elektro-optiske hulrum
03 Elektro-optisk modulation optisk frekvens kam karakteristika
Fordel en: tunbarhed
Da lyskilden er en justerbar bredspektret laser, og den elektro-optiske modulator også har en vis driftsfrekvensbåndbredde, er den optiske frekvenskam til elektrooptisk modulation også frekvenstunerbar. Ud over den afstembare frekvens er gentagelsesfrekvensen af den resulterende optiske frekvenskam også indstillelig, eftersom modulatorens bølgeformgenerering er afstembar. Dette er en fordel, som optiske frekvenskamme produceret af modelåste lasere og mikroresonatorer ikke har.
Fordel to: gentagelsesfrekvens
Gentagelseshastigheden er ikke kun fleksibel, men kan også opnås uden at ændre det eksperimentelle udstyr. Linjebredden af den elektro-optiske modulations optiske frekvens kam svarer nogenlunde til modulationsbåndbredden, den generelle kommercielle elektro-optiske modulator båndbredde er 40GHz, og den elektro-optiske modulations optiske frekvens kam gentagelsesfrekvens kan overstige den genererede optiske frekvens kam båndbredde ved alle andre metoder undtagen mikroresonatoren (som kan nå 100GHz).
Fordel 3: spektral formning
Sammenlignet med den optiske kam, der produceres på andre måder, er den optiske skiveform af den elektro-optisk modulerede optiske kam bestemt af et antal frihedsgrader, såsom radiofrekvenssignal, forspænding, indfaldende polarisation osv., som kan være bruges til at kontrollere intensiteten af forskellige kamme for at opnå formålet med spektral formning.
04 Anvendelse af elektro-optisk modulator optisk frekvens kam
I den praktiske anvendelse af elektro-optisk modulator optisk frekvenskam kan den opdeles i enkelt- og dobbeltkamspektre. Linjeafstanden for et enkelt kamspektrum er meget smal, så der kan opnås høj nøjagtighed. På samme tid, sammenlignet med den optiske frekvenskam produceret af mode-låst laser, er enheden af elektro-optisk modulator optisk frekvens kam mindre og bedre afstembar. Dobbeltkamspektrometeret er produceret ved interferens af to sammenhængende enkeltkamme med lidt forskellige gentagelsesfrekvenser, og forskellen i gentagelsesfrekvens er linjeafstanden i det nye interferenskamspektrum. Optisk frekvenskamteknologi kan bruges til optisk billeddannelse, rækkevidde, tykkelsesmåling, instrumentkalibrering, vilkårlig bølgeformspektrumformning, radiofrekvensfotonik, fjernkommunikation, optisk stealth og så videre.
FIG. 4 Anvendelsesscenarie for optisk frekvenskam: Med måling af højhastighedskugleprofil som eksempel
Indlægstid: 19. december 2023