Breve introducción a la tecnología de modulación láser

Breve introducción al lásermoduladortecnología
El láser es una onda electromagnética de alta frecuencia que, debido a su buena coherencia, se utiliza como onda portadora para transmitir información, al igual que las ondas electromagnéticas tradicionales (como las empleadas en radio y televisión). El proceso de cargar información en el láser se denomina modulación, y el dispositivo que lo realiza se llama modulador. En este proceso, el láser actúa como portador, mientras que la señal de baja frecuencia que transmite la información se denomina señal modulada.
La modulación láser se divide generalmente en dos tipos: modulación interna y modulación externa. La modulación interna se refiere a la modulación durante la oscilación del láser, es decir, a la modificación de los parámetros de oscilación mediante la modulación de la señal, afectando así sus características de salida. Existen dos métodos de modulación interna: 1. Controlar directamente la potencia de bombeo del láser para ajustar la intensidad de la salida. Al controlar la potencia mediante la señal, se puede controlar la intensidad de la salida del láser. 2. Colocar elementos de modulación en el resonador. Controlar las características físicas de estos elementos mediante la señal, modificando así los parámetros del resonador para modular la salida del láser. La ventaja de la modulación interna radica en su alta eficiencia, pero la desventaja es que, al estar el modulador ubicado en la cavidad, aumenta la pérdida en la cavidad, reduce la potencia de salida y el ancho de banda del modulador se ve limitado por la banda de paso del resonador. Modulación externa: consiste en colocar un modulador en la trayectoria óptica, fuera del láser, tras su formación. Las características físicas del modulador varían con la señal modulada, de modo que, al pasar el láser a través del modulador, se modula un parámetro específico de la onda de luz. Las ventajas de la modulación externa son que no afecta a la potencia de salida del láser y que el ancho de banda del controlador no está limitado por la banda de paso del resonador. Su desventaja radica en una baja eficiencia de modulación.
La modulación láser se puede dividir en modulación de amplitud, modulación de frecuencia, modulación de fase y modulación de intensidad, según sus propiedades de modulación. 1. Modulación de amplitud: consiste en la variación de la amplitud de la señal portadora según la ley de la señal modulada. 2. Modulación de frecuencia: consiste en modular la señal para cambiar la frecuencia de oscilación del láser. 3. Modulación de fase: consiste en modular la señal para cambiar la fase de la oscilación del láser.

modulador de intensidad electroóptico
El principio de la modulación electroóptica de intensidad consiste en modular la intensidad de la luz polarizada mediante el efecto electroóptico de un cristal, aprovechando dicho efecto. Este efecto se refiere al fenómeno por el cual el índice de refracción del cristal cambia al ser sometido a un campo eléctrico externo, generando una diferencia de fase entre la luz que lo atraviesa con distintas polarizaciones y, por consiguiente, modificando su estado de polarización.

modulador de fase electroóptico
Principio de modulación de fase electroóptica: el ángulo de fase de la oscilación láser se modifica mediante la regla de la señal moduladora.

Además de la modulación de intensidad electroóptica y la modulación de fase electroóptica mencionadas anteriormente, existen muchos tipos de moduladores láser, como el modulador electroóptico transversal, el modulador de onda viajera electroóptico, el modulador electroóptico Kerr, el modulador acustoóptico, el modulador magnetoóptico, el modulador de interferencia y el modulador de luz espacial.