നാല് സാധാരണ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ അവലോകനം

നാല് സാധാരണ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ അവലോകനം

ഫൈബർ ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നാല് മോഡുലേഷൻ രീതികൾ (നാനോസെക്കൻഡ് അല്ലെങ്കിൽ സബ്നാനോസെക്കൻഡ് സമയ ഡൊമെയ്‌നിലെ ലേസർ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റുന്നത്) ഈ പ്രബന്ധം പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. ഇതിൽ AOM (അക്കൗസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേഷൻ), EOM (ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേഷൻ), SOM/ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.എസ്‌ഒ‌എ(സെമികണ്ടക്ടർ ലൈറ്റ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, സെമികണ്ടക്ടർ മോഡുലേഷൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു), കൂടാതെനേരിട്ടുള്ള ലേസർ മോഡുലേഷൻ. അവയിൽ, AOM,ഇ.ഒ.എം.,SOM ബാഹ്യ മോഡുലേഷനിൽ അല്ലെങ്കിൽ പരോക്ഷ മോഡുലേഷനിൽ പെടുന്നു.

1. അക്കോസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ (AOM)

അക്കോസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേഷൻ എന്നത് ഒരു ഭൗതിക പ്രക്രിയയാണ്, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ കാരിയറിലേക്ക് വിവരങ്ങൾ ലോഡ് ചെയ്യുന്നതിന് അക്കോസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ, വൈദ്യുത സിഗ്നൽ (ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ) ആദ്യം ഇലക്ട്രോ-അക്കോസ്റ്റിക് ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുത സിഗ്നലിനെ അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡാക്കി മാറ്റുന്നു. പ്രകാശ തരംഗം അക്കോസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് മീഡിയത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ കാരിയർ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുകയും അക്കോസ്റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് പ്രവർത്തനം കാരണം വിവരങ്ങൾ വഹിക്കുന്ന ഒരു തീവ്രത മോഡുലേറ്റഡ് തരംഗമായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു.

2. ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ(ഇ.ഒ.എം)

ലിഥിയം നിയോബേറ്റ് ക്രിസ്റ്റലുകൾ (LiNb03), GaAs ക്രിസ്റ്റലുകൾ (GaAs), ലിഥിയം ടാന്റലേറ്റ് ക്രിസ്റ്റലുകൾ (LiTa03) തുടങ്ങിയ ചില ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇഫക്റ്റുകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു മോഡുലേറ്ററാണ് ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ. ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലിൽ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക മാറുകയും, ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പ്രകാശ തരംഗ സ്വഭാവസവിശേഷതകളിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുകയും, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ ഘട്ടം, വ്യാപ്തി, തീവ്രത, ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥ എന്നിവയുടെ മോഡുലേഷൻ സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രഭാവം.

ചിത്രം: EOM ഡ്രൈവർ സർക്യൂട്ടിന്റെ സാധാരണ കോൺഫിഗറേഷൻ

3. സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ/സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (SOM/SOA)

സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (SOA) സാധാരണയായി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിന് ചിപ്പ്, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, എല്ലാ ബാൻഡുകൾക്കുമുള്ള പിന്തുണ തുടങ്ങിയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ EDFA പോലുള്ള പരമ്പരാഗത ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകൾക്ക് ഭാവിയിൽ ഒരു ബദലുമാണ് (എർബിയം-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ). ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ (SOM) ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ അതേ ഉപകരണമാണ്, എന്നാൽ അത് ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതി ഒരു പരമ്പരാഗത SOA ആംപ്ലിഫയറിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയിൽ നിന്ന് അല്പം വ്യത്യസ്തമാണ്, കൂടാതെ ഒരു ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അത് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന സൂചകങ്ങൾ ഒരു ആംപ്ലിഫയറായി ഉപയോഗിക്കുന്നവയിൽ നിന്ന് അല്പം വ്യത്യസ്തമാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, SOA ലീനിയർ മേഖലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ സാധാരണയായി SOA-യ്ക്ക് ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള ഡ്രൈവിംഗ് കറന്റ് നൽകുന്നു; ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസുകൾ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, അത് SOA-യിലേക്ക് തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, SOA ഡ്രൈവ് കറന്റ് നിയന്ത്രിക്കാൻ വൈദ്യുത പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് SOA ഔട്ട്‌പുട്ട് അവസ്ഥയെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ/അറ്റൻവേഷൻ ആയി നിയന്ത്രിക്കുന്നു. SOA ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും അറ്റൻവേഷൻ സ്വഭാവസവിശേഷതകളും ഉപയോഗിച്ച്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ സെൻസിംഗ്, LiDAR, OCT മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ്, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ചില പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഈ മോഡുലേഷൻ മോഡ് ക്രമേണ പ്രയോഗിച്ചു. പ്രത്യേകിച്ച് താരതമ്യേന ഉയർന്ന വോളിയം, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, എക്‌സ്റ്റിൻഷൻ അനുപാതം എന്നിവ ആവശ്യമുള്ള ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ.

4. ലേസർ ഡയറക്ട് മോഡുലേഷന് ലേസർ ബയസ് കറന്റ് നേരിട്ട് നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിനെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനും കഴിയും, താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഡയറക്ട് മോഡുലേഷൻ വഴി 3 നാനോസെക്കൻഡ് പൾസ് വീതി ലഭിക്കും. പൾസിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഒരു സ്പൈക്ക് ഉണ്ടെന്ന് കാണാൻ കഴിയും, ഇത് ലേസർ കാരിയറിന്റെ വിശ്രമം മൂലമാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. ഏകദേശം 100 പിക്കോസെക്കൻഡ് പൾസ് ലഭിക്കണമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഈ സ്പൈക്ക് ഉപയോഗിക്കാം. എന്നാൽ സാധാരണയായി നമുക്ക് ഈ സ്പൈക്ക് വേണ്ട.

സംഗ്രഹിക്കുക

AOM കുറച്ച് വാട്ടുകളിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഔട്ട്പുട്ടിന് അനുയോജ്യമാണ്, കൂടാതെ ഒരു ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് ഫംഗ്ഷനുമുണ്ട്. EOM വേഗതയുള്ളതാണ്, പക്ഷേ ഡ്രൈവ് സങ്കീർണ്ണത ഉയർന്നതും വംശനാശ അനുപാതം കുറവുമാണ്. കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുള്ള GHz വേഗതയ്ക്കും ഉയർന്ന വംശനാശ അനുപാതത്തിനും SOM (SOA) ആണ് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ പരിഹാരം. നേരിട്ടുള്ള ലേസർ ഡയോഡുകൾ ഏറ്റവും വിലകുറഞ്ഞ പരിഹാരമാണ്, എന്നാൽ സ്പെക്ട്രൽ സ്വഭാവസവിശേഷതകളിലെ മാറ്റങ്ങളെക്കുറിച്ച് അറിഞ്ഞിരിക്കുക. ഓരോ മോഡുലേഷൻ സ്കീമിനും അതിന്റേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്, ഒരു സ്കീം തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകൾ കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കുകയും ഓരോ സ്കീമിന്റെയും ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും പരിചയപ്പെടുകയും ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സ്കീം തിരഞ്ഞെടുക്കുകയും ചെയ്യേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, വിതരണം ചെയ്ത ഫൈബർ സെൻസിംഗിൽ, പരമ്പരാഗത AOM ആണ് പ്രധാനം, എന്നാൽ ചില പുതിയ സിസ്റ്റം ഡിസൈനുകളിൽ, SOA സ്കീമുകളുടെ ഉപയോഗം അതിവേഗം വളരുകയാണ്, ചില വിൻഡ് liDAR പരമ്പരാഗത സ്കീമുകളിൽ രണ്ട്-ഘട്ട AOM ഉപയോഗിക്കുന്നു, ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും വലുപ്പം കുറയ്ക്കുന്നതിനും വംശനാശ അനുപാതം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമായി പുതിയ സ്കീം ഡിസൈൻ, SOA സ്കീം സ്വീകരിക്കുന്നു. ആശയവിനിമയ സംവിധാനത്തിൽ, കുറഞ്ഞ വേഗതയുള്ള സംവിധാനം സാധാരണയായി നേരിട്ടുള്ള മോഡുലേഷൻ സ്കീം സ്വീകരിക്കുന്നു, ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള സംവിധാനം സാധാരണയായി ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേഷൻ സ്കീം ഉപയോഗിക്കുന്നു.