การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของตัวปรับแสงไฟฟ้า

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของตัวปรับแสงไฟฟ้า

ตัวปรับคลื่นไฟฟ้าออปติก（โมดูเลเตอร์ EOM） เป็นอุปกรณ์ควบคุมสัญญาณที่ใช้เอฟเฟกต์อิเล็กโทรออปติกเพื่อควบคุมลำแสง หลักการทำงานโดยทั่วไปเกิดจากเอฟเฟกต์พอคเคิลส์ (หรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์พอคเคิลส์) ซึ่งใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่ดัชนีหักเหของวัสดุออปติกแบบไม่เชิงเส้นเปลี่ยนแปลงไปภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า

โครงสร้างพื้นฐานของโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกมักประกอบด้วยผลึก (ผลึก Pockels) ที่มีผลทางไฟฟ้าออปติก และวัสดุทั่วไปคือลิเธียมไนโอเบต (LiNbO₃) แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการเหนี่ยวนำการเปลี่ยนเฟสเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น สำหรับผลึก Pockels โดยทั่วไปต้องใช้แรงดันไฟฟ้าหลายร้อยหรือหลายพันโวลต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณแรงดันสูง วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมสามารถสลับแรงดันไฟฟ้าสูงดังกล่าวได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาที ทำให้สามารถใช้ EOM เป็นสวิตช์ออปติกที่รวดเร็วได้ เนื่องจากผลึก Pockels มีลักษณะการเก็บประจุ ไดรเวอร์เหล่านี้จำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าในปริมาณมาก (ในกรณีของการสลับหรือการมอดูเลตอย่างรวดเร็ว ควรลดความจุให้น้อยที่สุดเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน) ในกรณีอื่นๆ เช่น เมื่อต้องการแอมพลิจูดหรือเฟสขนาดเล็ก จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในการมอดูเลต วัสดุผลึกแบบไม่เชิงเส้นอื่นๆ ที่ใช้ในโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติก (โมดูเลเตอร์ EOM) ได้แก่ โพแทสเซียมไททาเนต (KTP) เบตาแบเรียมโบเรต (BBO เหมาะสำหรับพลังงานเฉลี่ยที่สูงขึ้นและ/หรือความถี่การสลับที่สูงขึ้น) ลิเธียมแทนทาเลต (LiTaO3) และแอมโมเนียมฟอสเฟต (NH4H2PO4, ADP ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าออปติกเฉพาะ)

ตัวปรับแสงไฟฟ้า（ตัวปรับ EO） แสดงให้เห็นถึงศักยภาพการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในสาขาเทคโนโลยีชั้นสูงจำนวนหนึ่ง:

1. การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง: ในเครือข่ายโทรคมนาคมสมัยใหม่ ตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าออปติกตัวปรับ EO） ใช้เพื่อปรับสัญญาณแสง เพื่อให้การส่งข้อมูลในระยะไกลมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ด้วยการควบคุมเฟสหรือแอมพลิจูดของแสงอย่างแม่นยำ จึงสามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงและความจุขนาดใหญ่ได้

2. สเปกโทรสโกปีแบบแม่นยำ: ตัวปรับแสงไฟฟ้าจะปรับแหล่งกำเนิดแสงในสเปกโตรมิเตอร์เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวัด การปรับความถี่หรือเฟสของสัญญาณแสงอย่างรวดเร็วช่วยให้สามารถวิเคราะห์และระบุองค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อนได้ และเพิ่มความละเอียดและความไวในการวัดสเปกตรัม

3. การประมวลผลข้อมูลออปติคัลประสิทธิภาพสูง: ตัวปรับสัญญาณออปติคัลไฟฟ้าในระบบประมวลผลและประมวลผลข้อมูลออปติคัล ผ่านการมอดูเลตสัญญาณออปติคัลแบบเรียลไทม์ เพื่อปรับปรุงความเร็วและความยืดหยุ่นในการประมวลผลข้อมูล ด้วยคุณสมบัติการตอบสนองที่รวดเร็วของ EOM ทำให้สามารถประมวลผลและส่งข้อมูลออปติคัลด้วยความเร็วสูงและความหน่วงต่ำ

4. เทคโนโลยีเลเซอร์: ตัวปรับคลื่นแสงไฟฟ้าสามารถควบคุมเฟสและแอมพลิจูดของลำแสงเลเซอร์ ช่วยให้การถ่ายภาพ การประมวลผลด้วยเลเซอร์ และการใช้งานอื่นๆ แม่นยำยิ่งขึ้น ด้วยการปรับพารามิเตอร์ของลำแสงเลเซอร์อย่างแม่นยำ จึงทำให้การประมวลผลด้วยเลเซอร์มีคุณภาพสูง