02elektro-optik modülatörVeelektro-optik modülasyonoptik frekans tarağı
Elektro-optik etki, bir malzemenin kırılma indisinin bir elektrik alanı uygulandığında değişmesine neden olan etkiyi ifade eder. İki ana tür elektro-optik etki vardır; biri, Pokels etkisi olarak da bilinen birincil elektro-optik etkidir ve uygulanan elektrik alanıyla malzeme kırılma indisinin doğrusal değişimini ifade eder. Diğeri ise Kerr etkisi olarak da bilinen ikincil elektro-optik etkidir ve malzemenin kırılma indisindeki değişim, elektrik alanının karesiyle orantılıdır. Çoğu elektro-optik modülatör Pokels etkisine dayanır. Elektro-optik modülatörü kullanarak, gelen ışığın fazını modüle edebiliriz ve faz modülasyonuna dayanarak, belirli bir dönüşüm yoluyla ışığın yoğunluğunu veya polarizasyonunu da modüle edebiliriz.
Şekil 2'de gösterildiği gibi, birkaç farklı klasik yapı mevcuttur. (a), (b) ve (c) yapıları, basit yapıya sahip tek modülatörlü yapılardır, ancak üretilen optik frekans tarağının hat genişliği elektro-optik bant genişliğiyle sınırlıdır. Yüksek tekrarlama frekanslı bir optik frekans tarağı gerekiyorsa, Şekil 2(d)(e)'de gösterildiği gibi, kademeli olarak iki veya daha fazla modülatör gereklidir. Optik frekans tarağı üreten son yapı türü, elektro-optik rezonatör olarak adlandırılır; bu, rezonatöre yerleştirilen elektro-optik modülatördür veya rezonatörün kendisi, Şekil 3'te gösterildiği gibi bir elektro-optik etki üretebilir.
ŞEKİL 2 Optik frekans tarakları üretmek için çeşitli deneysel cihazlarelektro-optik modülatörler
ŞEKİL 3 Çeşitli elektro-optik boşlukların yapıları
03 Elektro-optik modülasyon optik frekans tarağı özellikleri
Birinci avantaj: ayarlanabilirlik
Işık kaynağı ayarlanabilir geniş spektrumlu bir lazer olduğundan ve elektro-optik modülatör de belirli bir çalışma frekansı bant genişliğine sahip olduğundan, elektro-optik modülasyon optik frekans tarağı da frekans ayarlanabilir. Ayarlanabilir frekansa ek olarak, modülatörün dalga formu üretimi ayarlanabilir olduğundan, ortaya çıkan optik frekans tarağının tekrarlama frekansı da ayarlanabilir. Bu, mod kilitli lazerler ve mikro-rezonatörler tarafından üretilen optik frekans taraklarının sahip olmadığı bir avantajdır.
Avantaj iki: tekrarlama sıklığı
Tekrarlama oranı esnek olmakla kalmaz, aynı zamanda deneysel ekipman değiştirilmeden de elde edilebilir. Elektro-optik modülasyon optik frekans tarağının hat genişliği, modülasyon bant genişliğine kabaca eşdeğerdir; genel ticari elektro-optik modülatör bant genişliği 40 GHz'dir ve elektro-optik modülasyon optik frekans tarağı tekrarlama frekansı, mikro rezonatör (100 GHz'e ulaşabilir) hariç diğer tüm yöntemlerle üretilen optik frekans tarağı bant genişliğini aşabilir.
Avantaj 3: Spektral şekillendirme
Diğer yöntemlerle üretilen optik taraklarla karşılaştırıldığında, elektro-optik modüle optik tarakların optik disk şekli, radyo frekans sinyali, önyargı voltajı, olay polarizasyonu vb. gibi bir dizi serbestlik derecesi tarafından belirlenir ve bu, spektral şekillendirme amacına ulaşmak için farklı tarakların yoğunluğunu kontrol etmek için kullanılabilir.
04 Elektro-optik modülatör optik frekans taraklarının uygulanması
Elektro-optik modülatör optik frekans tarağının pratik uygulamasında, spektrumlar tek ve çift taraklı spektrumlar olarak ikiye ayrılabilir. Tek taraklı spektrumun satır aralığı çok dar olduğundan yüksek doğruluk elde edilebilir. Aynı zamanda, mod kilitli lazerle üretilen optik frekans tarağıyla karşılaştırıldığında, elektro-optik modülatör optik frekans tarağının cihazı daha küçük ve daha iyi ayarlanabilir. Çift taraklı spektrometre, tekrarlama frekansları biraz farklı olan iki tutarlı tek tarağın girişimiyle üretilir ve tekrarlama frekansındaki fark, yeni girişim tarağı spektrumunun satır aralığını oluşturur. Optik frekans tarağı teknolojisi, optik görüntüleme, mesafe ölçümü, kalınlık ölçümü, cihaz kalibrasyonu, keyfi dalga formu spektrum şekillendirme, radyo frekansı fotoniği, uzaktan iletişim, optik gizlilik vb. alanlarda kullanılabilir.
ŞEKİL 4 Optik frekans tarağının uygulama senaryosu: Yüksek hızlı mermi profilinin ölçümünü örnek olarak ele alalım
Gönderim zamanı: 19 Aralık 2023