Breve introducción a la tecnología de moduladores láser

Breve introducción al lásermoduladortecnología
El láser es una onda electromagnética de alta frecuencia que, gracias a su buena coherencia, al igual que las ondas electromagnéticas tradicionales (como las utilizadas en radio y televisión), actúa como onda portadora para transmitir información. El proceso de cargar información en el láser se denomina modulación, y el dispositivo que realiza este proceso se llama modulador. En este proceso, el láser actúa como portadora, mientras que la señal de baja frecuencia que transmite la información se denomina señal modulada.
La modulación láser se suele dividir en dos tipos: modulación interna y modulación externa. La modulación interna se refiere a la modulación durante la oscilación del láser, es decir, mediante la modulación de la señal para cambiar los parámetros de oscilación del láser, afectando así sus características de salida. Existen dos métodos de modulación interna: 1. Controlar directamente la fuente de alimentación del láser para ajustar la intensidad de la salida. Al utilizar la señal para controlar la fuente de alimentación, la intensidad de la salida del láser se puede controlar mediante la señal. 2. Colocar los elementos moduladores en el resonador, y controlar sus características físicas mediante la señal, modificando así los parámetros del resonador para lograr la modulación de la salida del láser. La ventaja de la modulación interna es su alta eficiencia, pero la desventaja es que, al estar el modulador ubicado en la cavidad, aumenta las pérdidas 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: implica que, tras la formación del láser, se coloca un modulador en la trayectoria óptica, fuera del láser. Las características físicas del modulador se modifican con la señal modulada, y cuando el láser atraviesa el modulador, se modula un parámetro específico de la onda luminosa. Las ventajas de la modulación externa son que la potencia de salida del láser no se ve afectada y el ancho de banda del controlador no está limitado por la banda de paso del resonador. La desventaja es la 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: la modulación de amplitud es la oscilación en la que la amplitud de la portadora cambia con la ley de la señal modulada. 2. Modulación de frecuencia: modula la señal para cambiar la frecuencia de oscilación del láser. 3. Modulación de fase: modula la señal para cambiar la fase de oscilación del láser.

Modulador de intensidad electroóptico
El principio de la modulación de intensidad electroóptica consiste en lograr dicha modulación según el principio de interferencia de la luz polarizada, utilizando el efecto electroóptico del cristal. Este efecto se refiere al fenómeno por el cual el índice de refracción del cristal cambia bajo la acción de un campo eléctrico externo, lo que produce una diferencia de fase entre la luz que lo atraviesa en diferentes direcciones de polarización, modificando así el estado de polarización de la luz.

Modulador de fase electroóptico
Principio de modulación de fase electroóptica: el ángulo de fase de la oscilación del láser se modifica mediante 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 de Kerr, el modulador acustoóptico, el modulador magnetoóptico, el modulador de interferencia y el modulador de luz espacial.