നാല് സാധാരണ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ അവലോകനം

നാല് സാധാരണ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ അവലോകനം

ഫൈബർ ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നാല് മോഡുലേഷൻ രീതികൾ (നാനോസെക്കൻഡ് അല്ലെങ്കിൽ സബ്‌നാനോസെക്കൻഡ് സമയ ഡൊമെയ്‌നിലെ ലേസർ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റുന്നത്) ഈ പേപ്പർ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിൽ AOM (അക്കോസ്‌റ്റോ-ഒപ്‌റ്റിക് മോഡുലേഷൻ), EOM (ഇലക്‌ട്രോ-ഒപ്‌റ്റിക് മോഡുലേഷൻ), SOM/SOA(സെമികണ്ടക്ടർ ലൈറ്റ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ അർദ്ധചാലക മോഡുലേഷൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു), കൂടാതെനേരിട്ടുള്ള ലേസർ മോഡുലേഷൻ. അവയിൽ, എ.ഒ.എം.EOM,എസ്ഒഎം ബാഹ്യ മോഡുലേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ പരോക്ഷ മോഡുലേഷൻ ആണ്.

1. അക്കോസ്‌റ്റോ-ഒപ്‌റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ (AOM)

ഒപ്റ്റിക്കൽ കാരിയറിലേക്ക് വിവരങ്ങൾ ലോഡുചെയ്യുന്നതിന് അക്കോസ്‌റ്റോ-ഒപ്‌റ്റിക് പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഭൗതിക പ്രക്രിയയാണ് അക്കോസ്‌റ്റോ-ഒപ്‌റ്റിക് മോഡുലേഷൻ. മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ, വൈദ്യുത സിഗ്നൽ (ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ) ആദ്യം ഇലക്ട്രോ-അക്കോസ്റ്റിക് ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറിലേക്ക് പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുത സിഗ്നലിനെ അൾട്രാസോണിക് ഫീൽഡിലേക്ക് 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(EOM)

ലിഥിയം നിയോബേറ്റ് പരലുകൾ (LiNb03), GaAs പരലുകൾ (GaAs), ലിഥിയം ടാൻ്റലേറ്റ് ക്രിസ്റ്റലുകൾ (LiTa03) തുടങ്ങിയ ചില ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ പരലുകളുടെ ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇഫക്റ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മോഡുലേറ്ററാണ് ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ. ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലിൽ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക മാറും, അതിൻ്റെ ഫലമായി ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ പ്രകാശ തരംഗ സവിശേഷതകളിലും ഘട്ടത്തിൻ്റെ മോഡുലേഷനും മാറ്റമുണ്ടാകും. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിൻ്റെ വ്യാപ്തി, തീവ്രത, ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥ എന്നിവ തിരിച്ചറിയപ്പെടുന്നു.

ചിത്രം: EOM ഡ്രൈവർ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ സാധാരണ കോൺഫിഗറേഷൻ

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

അർദ്ധചാലക ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ (SOA) സാധാരണയായി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിന് ചിപ്പ്, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, എല്ലാ ബാൻഡുകൾക്കുമുള്ള പിന്തുണ മുതലായവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ EDFA പോലുള്ള പരമ്പരാഗത ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ഭാവി ബദലാണിത്.എർബിയം-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ). ഒരു അർദ്ധചാലക ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറിൻ്റെ അതേ ഉപകരണമാണ് അർദ്ധചാലക ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ (SOM), എന്നാൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതി ഒരു പരമ്പരാഗത SOA ആംപ്ലിഫയറിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയിൽ നിന്ന് അൽപ്പം വ്യത്യസ്തമാണ്, കൂടാതെ അത് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അത് ഫോക്കസ് ചെയ്യുന്ന സൂചകങ്ങളും ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്റർ ഒരു ആംപ്ലിഫയറായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് അല്പം വ്യത്യസ്തമാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, രേഖീയ മേഖലയിൽ SOA പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ SOA-യ്ക്ക് സ്ഥിരമായ ഒരു ഡ്രൈവിംഗ് കറൻ്റ് സാധാരണയായി നൽകുന്നു; ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസുകൾ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, അത് SOA-യിലേക്ക് തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, SOA ഡ്രൈവ് കറൻ്റ് നിയന്ത്രിക്കാൻ ഇലക്ട്രിക്കൽ പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് SOA ഔട്ട്പുട്ട് അവസ്ഥ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ/അറ്റൻവേഷൻ ആയി നിയന്ത്രിക്കുന്നു. SOA ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും അറ്റൻവേഷൻ സവിശേഷതകളും ഉപയോഗിച്ച്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ സെൻസിംഗ്, LiDAR, OCT മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ്, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ചില പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഈ മോഡുലേഷൻ മോഡ് ക്രമേണ പ്രയോഗിച്ചു. താരതമ്യേന ഉയർന്ന വോളിയം, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, വംശനാശ അനുപാതം എന്നിവ ആവശ്യമുള്ള ചില സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചും.

4. ലേസർ ഡയറക്റ്റ് മോഡുലേഷന് ലേസർ ബയസ് കറൻ്റ് നേരിട്ട് നിയന്ത്രിച്ച് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിനെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനും കഴിയും, ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, നേരിട്ടുള്ള മോഡുലേഷനിലൂടെ 3 നാനോ സെക്കൻഡ് പൾസ് വീതി ലഭിക്കും. പൾസിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ ഒരു സ്പൈക്ക് ഉണ്ടെന്ന് കാണാൻ കഴിയും, ഇത് ലേസർ കാരിയർ റിലാക്സേഷൻ വഴി കൊണ്ടുവരുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് ഏകദേശം 100 പിക്കോസെക്കൻഡുകളുടെ പൾസ് ലഭിക്കണമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഈ സ്പൈക്ക് ഉപയോഗിക്കാം. എന്നാൽ സാധാരണയായി ഈ സ്പൈക്ക് ഉണ്ടാകാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നില്ല.

സംഗ്രഹിക്കുക

AOM കുറച്ച് വാട്ടുകളിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ പവർ ഔട്ട്പുട്ടിന് അനുയോജ്യമാണ്, കൂടാതെ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് ഫംഗ്ഷനുമുണ്ട്. EOM വേഗതയുള്ളതാണ്, എന്നാൽ ഡ്രൈവ് സങ്കീർണ്ണത കൂടുതലാണ്, വംശനാശ അനുപാതം കുറവാണ്. SOM (SOA) എന്നത് GHz വേഗതയ്ക്കും ഉയർന്ന വംശനാശാനുപാതത്തിനുമുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ പരിഹാരമാണ്, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവ. നേരിട്ടുള്ള ലേസർ ഡയോഡുകൾ വിലകുറഞ്ഞ പരിഹാരമാണ്, എന്നാൽ സ്പെക്ട്രൽ സ്വഭാവസവിശേഷതകളിലെ മാറ്റങ്ങളെക്കുറിച്ച് അറിഞ്ഞിരിക്കുക. ഓരോ മോഡുലേഷൻ സ്കീമിനും അതിൻ്റേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്, ഒരു സ്കീം തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകൾ കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്, കൂടാതെ ഓരോ സ്കീമിൻ്റെയും ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും പരിചയപ്പെടുകയും ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സ്കീം തിരഞ്ഞെടുക്കുക. 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, പുതിയ സ്കീം ഡിസൈൻ ചെലവ് കുറയ്ക്കുക, വലിപ്പം കുറയ്ക്കുക, വംശനാശത്തിൻ്റെ അനുപാതം മെച്ചപ്പെടുത്തുക, SOA സ്കീം സ്വീകരിക്കുന്നു. ആശയവിനിമയ സംവിധാനത്തിൽ, ലോ സ്പീഡ് സിസ്റ്റം സാധാരണയായി ഡയറക്ട് മോഡുലേഷൻ സ്കീം സ്വീകരിക്കുന്നു, ഹൈ സ്പീഡ് സിസ്റ്റം സാധാരണയായി ഇലക്ട്രോ ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേഷൻ സ്കീം ഉപയോഗിക്കുന്നു.