Modulador óptico, utilizado para controlar la intensidad de la luz, clasificación de electroóptica, termoóptica, acustoóptica, totalmente óptica, teoría básica del efecto electroóptico.
El modulador óptico es uno de los dispositivos ópticos integrados más importantes en la comunicación óptica de alta velocidad y corto alcance. Según su principio de modulación, el modulador de luz se puede clasificar en electroóptico, termoóptico, acustoóptico, totalmente óptico, etc. Estos se basan en una variedad de diferentes formas de efecto electroóptico, efecto acustoóptico, efecto magnetoóptico, efecto Franz-Keldysh, efecto Stark de pozo cuántico y efecto de dispersión de portadores.
Elmodulador electroópticoEs un dispositivo que regula el índice de refracción, la absortividad, la amplitud o la fase de la luz de salida mediante la variación de voltaje o campo eléctrico. Es superior a otros tipos de moduladores en términos de pérdidas, consumo de energía, velocidad e integración, y es el modulador más utilizado actualmente. En el proceso de transmisión y recepción óptica, el modulador óptico se utiliza para controlar la intensidad de la luz, y su función es fundamental.
El objetivo de la modulación de la luz es transformar la señal deseada o la información transmitida, lo que incluye "eliminar la señal de fondo, eliminar el ruido y contrarrestar las 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 consiste en modular la potencia de la fuente de luz mediante la señal eléctrica; la otra consiste en 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 luminosa consiste en utilizar la intensidad de la luz como objeto de modulación, empleando factores externos para medir la señal luminosa de CC o de cambio lento en una señal luminosa de cambio de frecuencia más rápido, de modo que se pueda utilizar un amplificador de selección de frecuencia de CA para amplificarla y, a continuación, medir la cantidad 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 detectando cambios de fase se denomina modulación de fase óptica.
La fase de la onda luminosa 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 luminosa se puede generar modificando los parámetros mencionados para lograr la modulación de fase.
Debido a que el detector de luz generalmente no puede percibir el cambio de fase de la onda luminosa, debemos utilizar la tecnología de interferencia de la luz para transformar el cambio de fase en un cambio de intensidad luminosa, con el fin de lograr la detección de magnitudes físicas externas. Por lo tanto, la modulación de fase óptica debe incluir dos partes: una es el mecanismo físico para generar el cambio de fase de la onda luminosa; 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 respecto al otro. Según el teorema de Malus, la intensidad de la luz de salida es I=I0cos2α.
Donde: I0 representa la intensidad de la luz que pasa a través de 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