【原创】筱晓小课堂 | 浅谈光调制技术

2024-11-04 17:03:09

这次我们来讨论一下光调制技术。所谓光调制技术，就是将一个携带信息的信号叠加到载波光波上的一种调制技术。激光调制技术按照对象可以分为幅度调制、相位调制、频率调制、偏振调制等。按照调制方式可以分为声光调制、电光调制、磁光调制等。

01声光调制

AOM 的关键元素是透明晶体（或一块玻璃），光通过该晶体传播。连接到晶体的压电换能器从射频驱动器（通常通过阻抗匹配装置）获得强振荡电信号。压电换能器激发的声波频率约为100 MHz，声波波长通常在10 μm至100 μm之间，声功率为1 W至10 W。强烈的声波在材料中产生行进应变波。通过光弹性效应，这导致了行进折射率光栅，光可以经历布拉格衍射。

02电光调制

电光调制器（EOM）（或电光调制器）是一种可用于控制功率（强度调制器）、相位（相位调制器）或具有电控制信号的光偏振装置。通常，这种器件基于线性电光效应（也称为普克尔斯效应），即通过与场强成比例的电场改变非线性晶体的折射率。

只有非中心对称材料（主要是非线性晶体材料）表现出线性电光效应，也称为普克尔斯效应，其中折射率变化与电场强度成正比。表现出普克尔斯效应的材料被称为电光材料。这种材料的一些例子是铌酸锂（LiNbO3）、钽酸锂（LiTaO3）、磷酸钛酸钾（KTP）和硼酸β钡（BBO）。

电光调制本质上是相位调制，但我们可以利用耦合器将其转化成强度调制。

激光输入耦合器后被分成两束。其中一束激光被EOM调制后与另一束激光分别输入进耦合器的两个端口中。耦合器会输出两束激光的干涉光。通过调控EOM两端的电压值可以控两束激光的相位差，从而实现对干涉光信号强度的调制。

03磁光调制

在法拉第旋转器的两端均放置一个偏振片。激光通过法拉第旋转器后偏振方向转过45⁰，反射光反向经过法拉第隔离器后旋转相较于入射光偏振方向已旋转90°，无法通过第一个偏振片。