Què és un modulador òptic?

Què és un modulador òptic?

Modulador òptics'utilitzen sovint per manipular les propietats dels raigs de llum, com ara els raigs làser. El dispositiu pot manipular les propietats del feix, com ara la potència òptica o la fase. S'anomena modulador segons la naturalesa del feix modulatmodulador d'intensitat, modulador de fase, modulador de polarització, modulador òptic espacial, etc. Es poden utilitzar diferents tipus de moduladors en diferents aplicacions, com ara comunicacions de fibra òptica, dispositius de visualització, làsers Q-switched o mode-locked i mesura òptica.

Tipus de modulador òptic

Hi ha diferents tipus de moduladors:

1. El modulador acústic-òptic és un modulador basat en l'efecte acústo-òptic. S'utilitzen per canviar o ajustar contínuament l'amplitud del raig làser, canviar la freqüència de la llum o canviar la direcció de l'espai.

2. Elmodulador electro-òpticutilitza l'efecte electro-òptic a la caixa de bombolles Kerrs. Poden modular l'estat de polarització, la fase o la potència del feix, o utilitzar-se per a l'extracció de polsos tal com s'esmenta a la secció sobre amplificadors de pols ultracurt.

3. Un modulador d'absorció elèctrica és un modulador d'intensitat utilitzat en un transmissor de dades en comunicació de fibra òptica.

(4) Els moduladors d'interferència, com els moduladors Mach-Zehnder, s'utilitzen normalment en circuits integrats fotònics per a la transmissió de dades òptiques.

5. Els moduladors de fibra òptica es poden basar en una varietat de principis. Pot ser un autèntic dispositiu de fibra òptica, o pot ser un component del cos que conté coles de fibra.

6. El modulador de cristall líquid és adequat per a l'aplicació a equips de visualització òptica o modelador de pols. També es poden utilitzar com a moduladors de llum espacial, és a dir, la transmissió varia amb l'espai, que es pot utilitzar en dispositius de visualització.

7. El disc de modulació pot canviar periòdicament la potència del feix, que s'utilitza en algunes mesures òptiques específiques (com ara l'ús d'amplificadors de bloqueig).

8. Els moduladors micromecànics (sistemes micromecànics, MEMS) com les vàlvules de llum basades en silici i les matrius de miralls bidimensionals són especialment importants en les pantalles de projecció.

9. Els moduladors òptics a granel, com els moduladors electro-òptics, poden utilitzar una gran àrea de feix i també es poden aplicar a situacions d'alta potència. Els moduladors acoblats a fibra, generalment moduladors de guia d'ona amb coles de fibra, són fàcils d'integrar als sistemes de fibra òptica.

‌

Aplicació del modulador òptic

Els moduladors òptics tenen una àmplia gamma d'aplicacions en molts camps. Les següents són les principals àrees d'aplicació dels moduladors òptics i les seves aplicacions específiques:

1. Comunicació òptica: En els sistemes de comunicació òptica, els moduladors òptics s'utilitzen per modular l'amplitud, freqüència i fase dels senyals òptics per tal de transmetre informació. S'utilitza habitualment en passos clau com ara la conversió fotoelèctrica, la modulació del senyal òptic i la demodulació ‌. Els moduladors electro-òptics són especialment importants en els sistemes de comunicació òptica d'alta velocitat, que s'utilitzen per convertir senyals electrònics en senyals òptics i realitzar la codificació i transmissió de dades. Modulant la intensitat o la fase del senyal òptic, es poden realitzar les funcions de commutació de llum, control de velocitat de modulació i modulació del senyal ‌

2. Detecció òptica: el modulador òptic pot realitzar la mesura i el seguiment de l'entorn modulant les característiques del senyal òptic. Per exemple, modulant la fase o l'amplitud de la llum, es poden realitzar giroscopis de fibra òptica, sensors de pressió de fibra òptica, etc.

3. Emmagatzematge i processament òptic: els moduladors òptics s'utilitzen per a aplicacions d'emmagatzematge òptic i processament òptic. A la memòria òptica, els moduladors òptics es poden utilitzar per escriure i llegir informació dins i fora dels mitjans òptics. En el processament òptic, el modulador òptic es pot utilitzar per a la formació, filtrat, modulació i demodulació de senyals òptics ‌

4. Imatge òptica: es poden utilitzar moduladors òptics per modular la fase i l'amplitud d'un feix de llum, canviant així les característiques de la imatge en la imatge òptica. Per exemple, un modulador de camp de llum pot implementar la modulació de fase bidimensional per canviar la distància focal i la profunditat d'enfocament d'un feix ‌

5. Control de soroll òptic: el modulador òptic pot controlar la intensitat i la freqüència de la llum, reduint o suprimint així el soroll òptic en el sistema òptic. Es pot utilitzar en amplificadors òptics, làsers i sistemes de transmissió de fibra òptica per millorar la relació senyal-soroll i el rendiment del sistema ‌

6. Altres aplicacions: els moduladors electro-òptics també s'utilitzen en anàlisi espectral, sistemes de radar, diagnòstic mèdic i altres camps. En espectroscòpia, un modulador electro-òptic es pot utilitzar com a component d'un analitzador d'espectre òptic per a l'anàlisi i mesura espectral. En el sistema de radar, el modulador electro-òptic s'utilitza per a la modulació i demodulació del senyal. En el diagnòstic mèdic, els moduladors electroòptics s'utilitzen en imatges òptiques i teràpia ‌.