modulador óptico, utilizado para controlar la intensidad de la luz, clasificación de electroóptico, termoóptico, acustoóptico, totalmente óptico, teoría básica del efecto electroóptico.
El modulador óptico es uno de los dispositivos ópticos integrados más importantes en las comunicaciones ópticas de alta velocidad y corto alcance. Según su principio de modulación, los moduladores de luz se pueden clasificar en electroópticos, termoópticos, acustoópticos y totalmente ópticos, entre otros. Su teoría fundamental se basa en diversas formas de modulación, como el efecto electroóptico, el efecto acustoóptico, el efecto magnetoóptico, el efecto Franz-Keldysh, el efecto Stark de pozo cuántico y el efecto de dispersión de portadores.
Elmodulador electroópticoUn modulador óptico es un dispositivo que regula el índice de refracción, la absortividad, la amplitud o la fase de la luz emitida mediante la modificación del voltaje o el campo eléctrico. Presenta ventajas sobre otros tipos de moduladores en cuanto a pérdidas, consumo energético, velocidad e integración, y es el modulador más utilizado actualmente. En los procesos de transmisión y recepción óptica, el modulador óptico se emplea para controlar la intensidad de la luz, desempeñando un papel fundamental.
El objetivo de la modulación de luz es transformar la señal deseada o la información transmitida, incluyendo la “eliminación de la señal de fondo, la eliminación del ruido y la protección contra interferencias”, para facilitar su procesamiento, transmisión y detección.
Los tipos de modulación se pueden dividir en dos grandes categorías dependiendo de dónde se carga la información en la onda de luz:
Una es la potencia motriz de la fuente de luz modulada por la señal eléctrica; la otra es modular la transmisión directamente.
La primera se utiliza principalmente para la comunicación óptica, y la segunda para la detección óptica. En resumen: modulación interna y modulación externa.
Según el método de modulación, el tipo de modulación es:
3) Modulación de polarización;
4) Modulación de frecuencia y longitud de onda.
1.1, modulación de intensidad
La modulación de intensidad de luz consiste en utilizar la intensidad de la luz como objeto de modulación, empleando factores externos para medir la señal de luz de CC o de cambio lento, transformándola en una señal de luz de cambio de frecuencia más rápido, de modo que se pueda utilizar un amplificador de selección de frecuencia de CA para amplificarla y, posteriormente, medirla de forma continua.
1.2, modulación de fase
El principio de utilizar factores externos para cambiar la fase de las ondas de luz y medir magnitudes físicas mediante la detección de cambios de fase se denomina modulación de fase óptica.
La fase de la onda de luz está determinada por la longitud física de propagación de la luz, el índice de refracción del medio de propagación y su distribución; es decir, el cambio de fase de la onda de luz se puede generar modificando los parámetros mencionados para lograr la modulación de fase.
Dado que el detector de luz generalmente no puede percibir el cambio de fase de la onda de luz, debemos utilizar la tecnología de interferencia de la luz para transformar el cambio de fase en un cambio de intensidad de luz, con el fin de lograr la detección de cantidades físicas externas; por lo tanto, la modulación de fase óptica debe incluir dos partes: una es el mecanismo físico de generación del cambio de fase de la onda de luz; la segunda es la interferencia de la luz.
1.3. Modulación de polarización
La forma más sencilla de lograr la modulación de la luz es rotar dos polarizadores uno con respecto al otro. Según el teorema de Malus, la intensidad de la luz de salida es I = I₀cos²α.
Donde: I0 representa la intensidad de luz que pasa por los dos polarizadores cuando el plano principal es consistente; Alpha representa el ángulo entre los planos principales de los dos polarizadores.
1.4 Modulación de frecuencia y longitud de onda
El principio de utilizar factores externos para cambiar la frecuencia o la longitud de onda de la luz y medir magnitudes físicas externas detectando cambios en la frecuencia o la longitud de onda de la luz se denomina modulación de frecuencia y longitud de onda de la luz.
Fecha de publicación: 1 de agosto de 2023