การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติก
ตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติก (ตัวปรับ EOM(Pockels) เป็นองค์ประกอบควบคุมสัญญาณที่ใช้ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเชิงแสงในการปรับเปลี่ยนลำแสง หลักการทำงานโดยทั่วไปนั้นเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์พ็อกเคลส์ (Pockels effect) ซึ่งใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่ดัชนีหักเหของวัสดุเชิงแสงแบบไม่เชิงเส้นเปลี่ยนแปลงไปภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า
โครงสร้างพื้นฐานของตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าเชิงแสงโดยทั่วไปประกอบด้วยผลึก (ผลึกพ็อกเกิลส์) ที่มีผลทางไฟฟ้าเชิงแสง และวัสดุที่ใช้กันทั่วไปคือลิเธียมไนโอเบต (LiNbO₃) แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสเรียกว่าแรงดันครึ่งคลื่น สำหรับผลึกพ็อกเกิลส์ โดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าหลายร้อยหรือหลายพันโวลต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณแรงดันสูง วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมสามารถสลับแรงดันสูงดังกล่าวได้ภายในไม่กี่นาโนวินาที ทำให้ EOM สามารถใช้เป็นสวิตช์แสงความเร็วสูงได้ เนื่องจากคุณสมบัติทางความจุของผลึกพ็อกเกิลส์ ตัวขับเหล่านี้จึงจำเป็นต้องให้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก (ในกรณีของการสลับหรือการปรับสัญญาณอย่างรวดเร็ว ควรลดค่าความจุให้น้อยที่สุดเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน) ในกรณีอื่นๆ เช่น เมื่อต้องการปรับแอมพลิจูดหรือเฟสเพียงเล็กน้อย จะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในการปรับสัญญาณ วัสดุผลึกแบบไม่เชิงเส้นอื่นๆ ที่ใช้ในตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าเชิงแสง (ตัวปรับ EOMได้แก่ โพแทสเซียมไททาเนต (KTP), เบต้าแบเรียมโบเรต (BBO ซึ่งเหมาะสำหรับกำลังเฉลี่ยที่สูงขึ้นและ/หรือความถี่ในการสวิตช์ที่สูงขึ้น), ลิเธียมแทนทาเลต (LiTaO3) และแอมโมเนียมฟอสเฟต (NH4H2PO4, ADP ซึ่งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแสงเฉพาะ)
ตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติก (ตัวปรับสัญญาณ EO) แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในหลายสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง:
1. การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง: ในเครือข่ายโทรคมนาคมสมัยใหม่ ตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าเชิงแสง (electro-optical modulators)ตัวปรับสัญญาณ EO(ตัวแปลงสัญญาณแสง) ใช้ในการปรับสัญญาณแสง เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในระยะทางไกล โดยการควบคุมเฟสหรือแอมพลิจูดของแสงอย่างแม่นยำ ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงและมีความจุสูงได้
2. สเปกโทรสโกปีความแม่นยำสูง: ตัวปรับสัญญาณแสงไฟฟ้าจะปรับสัญญาณจากแหล่งกำเนิดแสงในสเปกโทรเมตรเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัด โดยการปรับความถี่หรือเฟสของสัญญาณแสงอย่างรวดเร็ว จะช่วยสนับสนุนการวิเคราะห์และระบุส่วนประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน และสามารถปรับปรุงความละเอียดและความไวในการวัดสเปกตรัมได้
3. การประมวลผลข้อมูลเชิงแสงประสิทธิภาพสูง: ตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าเชิงแสง (Electro-optical modulator หรือ EOM) ในระบบการคำนวณและการประมวลผลข้อมูลเชิงแสง ช่วยเพิ่มความเร็วและความยืดหยุ่นในการประมวลผลข้อมูลผ่านการปรับสัญญาณแสงแบบเรียลไทม์ ด้วยคุณลักษณะการตอบสนองที่รวดเร็วของ EOM ทำให้สามารถประมวลผลและส่งข้อมูลเชิงแสงด้วยความเร็วสูงและมีความหน่วงต่ำได้
4. เทคโนโลยีเลเซอร์: ตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติกสามารถควบคุมเฟสและแอมพลิจูดของลำแสงเลเซอร์ ซึ่งช่วยสนับสนุนการสร้างภาพที่แม่นยำ การประมวลผลด้วยเลเซอร์ และการใช้งานอื่นๆ โดยการปรับพารามิเตอร์ของลำแสงเลเซอร์อย่างแม่นยำ จะสามารถบรรลุการประมวลผลด้วยเลเซอร์คุณภาพสูงได้
วันที่โพสต์: 7 มกราคม 2568