หลักการทำงานของตัวปรับความเข้มแสงทั่วไป

หลักการทำงานของสิ่งทั่วไปตัวปรับความเข้ม

หลักการทำงานของอุปกรณ์ปรับความเข้มแสงจะแตกต่างกันไปตามประเภท ต่อไปนี้คือหลักการทำงานของอุปกรณ์ปรับความเข้มแสงที่ใช้กันทั่วไป:

1. ตัวปรับความเข้มแสง Mach Zehnder (ตัวปรับสัญญาณ MZM)
หลักการสำคัญ: อิงตามปรากฏการณ์การแทรกสอดของแสง หลักการของการปรับความเข้มแสงด้วยไฟฟ้าคือการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ทางอิเล็กโทรออปติกของผลึก และทำให้เกิดการปรับความเข้มของแสงโดยอาศัยหลักการแทรกสอดของแสงโพลาไรซ์ ปรากฏการณ์ทางอิเล็กโทรออปติกของผลึกหมายถึงปรากฏการณ์ที่ดัชนีหักเหของผลึกเปลี่ยนแปลงไปภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก ทำให้เกิดความแตกต่างของเฟสระหว่างแสงที่ผ่านผลึกในทิศทางโพลาไรซ์ที่ต่างกัน ส่งผลให้สถานะโพลาไรซ์ของแสงเปลี่ยนแปลงไป
ขั้นตอนการทำงาน:
แสงขาเข้าถูกแยกออกเป็นสองเส้นทางโดยตัวแยกแสง และผ่านไปยังแขนนำแสงสองแขนตามลำดับ
การใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกกับแขนข้างใดข้างหนึ่งหรือทั้งสองข้าง และการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเชิงแสง (เช่น ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเชิงแสงเชิงเส้นของผลึกลิเธียมไนโอเบต) เพื่อเปลี่ยนดัชนีหักเหของท่อนำแสง ซึ่งจะทำให้เฟสของคลื่นแสงในแขนทั้งสองข้างเปลี่ยนแปลงไป
ลำแสงสองลำจะรวมกันอีกครั้งที่ปลายด้านเอาต์พุต และเนื่องจากความแตกต่างของเฟส อาจเกิดผลกระทบแบบเสริมหรือหักล้างกัน ทำให้ความเข้มของแสงที่ออกมาเปลี่ยนแปลงไปตามแรงดันไฟฟ้า
เมื่อเฟสต่างกันระหว่างแขนทั้งสองเป็น 0 ความเข้มแสงที่ออกมาจะสูงสุด (อยู่ในสถานะ "เปิด") เมื่อเฟสต่างกันเป็น π ความเข้มแสงที่ออกมาจะต่ำสุด (อยู่ในสถานะ "ปิด") ทำให้เกิดการปรับความเข้มแสง

2. อุปกรณ์ปรับความเข้มการดูดกลืนแสงด้วยไฟฟ้า (EAM)
หลักการสำคัญ: การใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์การดูดซับทางไฟฟ้าของวัสดุควอนตัมเวลล์
ขั้นตอนการทำงาน:
การใช้สนามไฟฟ้าภายนอกกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบควอนตัมเวลล์จะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของวัสดุเปลี่ยนแปลงไป
เมื่อแสงผ่านวัสดุ ความเข้มของแสงจะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง ทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนความเข้มของแสงได้
โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้ไบแอสย้อนกลับ และสัญญาณไฟฟ้าขาเข้ามีความสัมพันธ์แบบเอกซ์ponential กับความเข้มแสงขาออก ทำให้เหมาะสำหรับการสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูง

3.ตัวปรับความเข้มเสียงเชิงแสง
หลักการสำคัญ: อิงตามปรากฏการณ์อะคูสโตออปติก
ขั้นตอนการทำงาน:
สร้างคลื่นอัลตราโซนิกในผลึกเพื่อสร้างตะแกรงที่มีการเปลี่ยนแปลงดัชนีหักเหเป็นระยะๆ
เมื่อแสงผ่านตะแกรงเลี้ยวเบน จะเกิดการเลี้ยวเบนขึ้น และความเข้มของแสงที่เลี้ยวเบนจะสัมพันธ์กับความเข้มของคลื่นอัลตราโซนิก โดยการควบคุมความเข้มหรือความถี่ของคลื่นอัลตราโซนิก ความเข้มของแสงที่ได้สามารถปรับเปลี่ยนได้

4. ตัวปรับความเข้มแสงผลึกเหลว
หลักการสำคัญ: การใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของผลึกเหลวที่เปลี่ยนแปลงการส่งผ่านแสงภายใต้สนามไฟฟ้า
ขั้นตอนการทำงาน:
ทิศทางการเรียงตัวของโมเลกุลผลึกเหลวจะเปลี่ยนแปลงไปภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ซึ่งส่งผลต่อการส่งผ่านแสง
การใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันเพื่อควบคุมการส่งผ่านแสงของผลึกเหลว จะทำให้ความเข้มของแสงที่ออกมาเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเป็นวิธีการที่นิยมใช้ในด้านการแสดงผลและการถ่ายภาพ
อุปกรณ์ปรับความเข้มแสงแต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะในแง่ของหลักการทำงาน ประสิทธิภาพ และสถานการณ์การใช้งาน และควรเลือกประเภทที่เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะ