02elektro-optik modülatörVeelektro-optik modülasyonoptik frekans tarağı
Elektro-optik etki, bir elektrik alanı uygulandığında bir malzemenin kırılma indisinin değişmesine neden olan etkiyi ifade eder. İki ana tür elektro-optik etki vardır, biri birincil elektro-optik etkidir, Pokels etkisi olarak da bilinir, uygulanan elektrik alanıyla malzeme kırılma indisinin doğrusal değişimini ifade eder. Diğeri ise ikincil elektro-optik etkidir, Kerr etkisi olarak da bilinir, burada 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 vardır. (a), (b) ve (c) hepsi basit yapıya sahip tek modülatörlü yapılardır, ancak üretilen optik frekans taraklarının hat genişliği elektro-optik bant genişliğiyle sınırlıdır. Yüksek tekrarlama frekansına sahip bir optik frekans tarak gerekiyorsa, Şekil 2(d)(e)'de gösterildiği gibi, kademeli olarak iki veya daha fazla modülatör gerekir. 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.
Şekil 2 Optik frekans tarakları oluşturmak için çeşitli deneysel cihazlarelektro-optik modülatörler
ŞEKİL 3 Çeşitli elektro-optik boşlukların yapıları
03 Elektro-optik modülasyon optik frekans tarak 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 ayarlanabilirdir. 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: tekrar sıklığı
Tekrarlama oranı sadece esnek olmakla kalmaz, aynı zamanda deneysel ekipmanı değiştirmeden de elde edilebilir. Elektro-optik modülasyon optik frekans tarağının hat genişliği modülasyon bant genişliğine kabaca eşdeğerdir, genel ticari elektro-optik modülatör bant genişliği 40GHz'dir ve elektro-optik modülasyon optik frekans tarağı tekrarlama frekansı mikro rezonatör (100GHz'e ulaşabilir) hariç diğer tüm yöntemlerle üretilen optik frekans tarağı bant genişliğini aşabilir.
Avantaj 3: Spektral şekillendirme
Diğer yollarla üretilen optik tarakla 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 tarak uygulaması
Elektro-optik modülatör optik frekans taraklarının pratik uygulamasında, tek ve çift tarak spektrumlarına ayrılabilir. Tek tarak spektrumunun satır aralığı çok dardır, bu nedenle yüksek doğruluk elde edilebilir. Aynı zamanda, mod kilitli lazerle üretilen optik frekans tarakla karşılaştırıldığında, elektro-optik modülatör optik frekans tarak cihazı daha küçük ve daha iyi ayarlanabilir. Çift tarak spektrometresi, hafifçe farklı tekrarlama frekanslarına sahip iki tutarlı tek tarak arasındaki girişimle üretilir ve tekrarlama frekansındaki fark, yeni girişim tarak spektrumunun satır aralığıdır. Optik frekans tarak teknolojisi, optik görüntüleme, aralık belirleme, kalınlık ölçümü, cihaz kalibrasyonu, keyfi dalga formu spektrum şekillendirme, radyo frekansı fotonik, uzaktan iletişim, optik gizlilik vb. alanlarda kullanılabilir.
Şekil 4 Optik frekans tarağının uygulama senaryosu: Yüksek hızlı mermi profilinin ölçümünü örnek olarak ele alalım
Yayınlanma zamanı: 19-Aralık-2023