หวีความถี่แสงโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกคืออะไร ตอนที่สอง

02โมดูเลเตอร์ไฟฟ้าแก้วนำแสงและการมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติกหวีความถี่แสง

ผลกระทบทางแสงไฟฟ้าหมายถึงผลกระทบที่ดัชนีการหักเหของวัสดุเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้า เอฟเฟกต์แสงไฟฟ้ามีสองประเภทหลัก ประเภทหนึ่งคือเอฟเฟกต์แสงไฟฟ้าหลัก หรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ Pokels ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นของดัชนีการหักเหของวัสดุกับสนามไฟฟ้าที่ใช้ อีกประการหนึ่งคือเอฟเฟกต์แสงไฟฟ้ารองหรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์เคอร์ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในดัชนีการหักเหของวัสดุจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของสนามไฟฟ้า โมดูเลเตอร์แบบอิเล็กโทรออปติคัลส่วนใหญ่ใช้เอฟเฟกต์ Pokels ด้วยการใช้โมดูเลเตอร์แบบอิเล็กโทรออปติก เราสามารถปรับเฟสของแสงตกกระทบได้ และบนพื้นฐานของการมอดูเลเตอร์เฟสนั้น เราก็สามารถปรับความเข้มหรือโพลาไรเซชันของแสงได้ด้วยผ่านการแปลงบางอย่าง

มีโครงสร้างคลาสสิกที่แตกต่างกันหลายประการ ดังแสดงในรูปที่ 2 (a), (b) และ (c) ล้วนเป็นโครงสร้างโมดูเลเตอร์เดี่ยวที่มีโครงสร้างเรียบง่าย แต่ความกว้างของเส้นของหวีความถี่แสงที่สร้างขึ้นนั้นถูกจำกัดโดยอิเล็กโทรออปติคัล แบนด์วิธ หากจำเป็นต้องใช้หวีความถี่แสงที่มีความถี่การทำซ้ำสูง จำเป็นต้องมีโมดูเลเตอร์สองตัวขึ้นไปในคาสเคด ดังแสดงในรูปที่ 2(d)(e) โครงสร้างประเภทสุดท้ายที่สร้างหวีความถี่แสงเรียกว่าตัวสะท้อนคลื่นไฟฟ้าแสง ซึ่งเป็นตัวปรับคลื่นแสงไฟฟ้าที่วางอยู่ในตัวสะท้อนเสียง หรือตัวสะท้อนเสียงเองสามารถสร้างเอฟเฟกต์แสงแสงไฟฟ้าได้ ดังแสดงในรูปที่ 3

มะเดื่อ. 2 อุปกรณ์ทดลองหลายอย่างสำหรับสร้างหวีความถี่แสงตามโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติก

มะเดื่อ. 3 โครงสร้างของช่องแสงไฟฟ้าหลายช่อง
03 ลักษณะหวีความถี่แสงของการมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติก

ข้อได้เปรียบที่หนึ่ง: ความสามารถในการปรับแต่ง

เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงเป็นเลเซอร์สเปกตรัมกว้างที่ปรับได้ และโมดูเลเตอร์แบบออปติคัลไฟฟ้าก็มีแบนด์วิดท์ความถี่ในการทำงานที่แน่นอน หวีความถี่แบบออปติคอลแบบออปติคัลแบบอิเล็กโทรออปติคัลจึงสามารถปรับความถี่ได้เช่นกัน นอกเหนือจากความถี่ที่ปรับได้ เนื่องจากการสร้างรูปคลื่นของโมดูเลเตอร์สามารถปรับได้ ความถี่การทำซ้ำของหวีความถี่แสงที่ได้รับจึงสามารถปรับได้เช่นกัน นี่เป็นข้อได้เปรียบที่หวีความถี่แสงที่ผลิตโดยเลเซอร์แบบล็อคโหมดและเครื่องสะท้อนเสียงขนาดเล็กไม่มี

ข้อได้เปรียบที่สอง: ความถี่การทำซ้ำ

อัตราการทำซ้ำไม่เพียงแต่ยืดหยุ่นเท่านั้น แต่ยังสามารถทำได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ทดลองอีกด้วย ความกว้างของเส้นของหวีความถี่ออปติคอลมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติกนั้นเทียบเท่ากับแบนด์วิธการมอดูเลตโดยประมาณ แบนด์วิดท์โมดูเลเตอร์ด้วยไฟฟ้าออปติกเชิงพาณิชย์ทั่วไปคือ 40GHz และความถี่การทำซ้ำหวีความถี่แสงแบบออปติคัลมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติกสามารถเกินแบนด์วิดท์หวีความถี่แสงที่สร้างขึ้น โดยวิธีการอื่นทั้งหมด ยกเว้นไมโครเรโซเนเตอร์ (ซึ่งสามารถเข้าถึง 100GHz)

ข้อได้เปรียบ 3: การสร้างสเปกตรัม

เมื่อเปรียบเทียบกับหวีแสงที่ผลิตโดยวิธีอื่น รูปร่างของแผ่นดิสก์แสงของหวีแสงแบบมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติกจะถูกกำหนดโดยระดับความอิสระจำนวนหนึ่ง เช่น สัญญาณความถี่วิทยุ แรงดันไบแอส โพลาไรเซชันของเหตุการณ์ ฯลฯ ซึ่งสามารถ ใช้เพื่อควบคุมความเข้มของหวีต่างๆ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการสร้างรูปร่างสเปกตรัม

04 การใช้หวีความถี่แสงแบบโมดูเลเตอร์แบบไฟฟ้าออปติก

ในการใช้งานจริงของหวีความถี่แสงโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติก มันสามารถแบ่งออกเป็นสเปกตรัมหวีเดี่ยวและคู่ ระยะห่างบรรทัดของสเปกตรัมหวีเดียวนั้นแคบมาก ดังนั้นจึงได้ความแม่นยำสูง ในเวลาเดียวกัน เมื่อเทียบกับหวีความถี่แสงที่ผลิตโดยเลเซอร์ล็อคโหมด อุปกรณ์ของหวีความถี่แสงโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกมีขนาดเล็กกว่าและปรับแต่งได้ดีกว่า สเปกโตรมิเตอร์แบบหวีคู่เกิดจากการรบกวนของหวีเดี่ยวสองอันที่เชื่อมโยงกันซึ่งมีความถี่การทำซ้ำที่แตกต่างกันเล็กน้อย และความแตกต่างของความถี่ในการทำซ้ำคือระยะห่างระหว่างบรรทัดของสเปกตรัมหวีการรบกวนใหม่ เทคโนโลยีหวีความถี่แสงสามารถใช้ในการถ่ายภาพด้วยแสง, การวัดความหนา, การสอบเทียบเครื่องมือ, การสร้างสเปกตรัมรูปคลื่นโดยพลการ, โฟโตนิกส์ความถี่วิทยุ, การสื่อสารระยะไกล, การลักลอบด้วยแสงและอื่น ๆ

มะเดื่อ. 4 สถานการณ์การใช้งานหวีความถี่แสง: นำการวัดโปรไฟล์กระสุนความเร็วสูงมาเป็นตัวอย่าง