02elektro-optik modülatörVeelektro-optik modülasyonoptik frekans tarağı
Elektro-optik etki, bir malzemeye elektrik alan uygulandığında malzemenin kırılma indisinin değişmesi anlamına gelir. İki ana elektro-optik etki türü vardır: Birincisi, Pokels etkisi olarak da bilinen birincil elektro-optik etkidir ve malzemenin kırılma indisinin uygulanan elektrik alanla doğrusal olarak değişmesini ifade eder. Diğeri ise Kerr etkisi olarak da bilinen ikincil elektro-optik etkidir ve malzemenin kırılma indisindeki değişim, elektrik alanın karesiyle orantılıdır. Çoğu elektro-optik modülatör Pokels etkisine dayanmaktadır. Elektro-optik modülatör kullanarak, gelen ışığın fazını modüle edebiliriz ve faz modülasyonuna bağlı olarak, belirli bir dönüşüm yoluyla, ışığın yoğunluğunu veya polarizasyonunu da modüle edebiliriz.
Şekil 2'de gösterildiği gibi, çeşitli farklı klasik yapılar mevcuttur. (a), (b) ve (c) hepsi basit yapıya sahip tek modülatörlü yapılardır, ancak üretilen optik frekans tarağının çizgi genişliği elektro-optik bant genişliği ile sınırlıdır. Yüksek tekrarlama frekansına sahip bir optik frekans tarağı gerekiyorsa, Şekil 2(d)(e)'de gösterildiği gibi, iki veya daha fazla modülatörün art arda bağlanması gerekir. Optik frekans tarağı üreten son yapı türü, Şekil 3'te gösterildiği gibi, rezonatöre yerleştirilen elektro-optik modülatör veya rezonatörün kendisinin elektro-optik etki üretebildiği elektro-optik rezonatör olarak adlandırılır.
ŞEKİL 2. Optik frekans tarakları üretmek için kullanılan çeşitli deneysel cihazlar.elektro-optik modülatörler
ŞEKİL 3. Çeşitli elektro-optik boşlukların yapıları
03 Elektro-optik modülasyon optik frekans tarak karakteristikleri
Birinci avantaj: ayarlanabilirlik
Işık kaynağı ayarlanabilir geniş spektrumlu bir lazer olduğundan ve elektro-optik modülatör de belirli bir çalışma frekans bant genişliğine sahip olduğundan, elektro-optik modülasyon optik frekans tarağı da frekans açısından ayarlanabilir. Ayarlanabilir frekansa ek olarak, modülatörün dalga formu üretimi de 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.
İkinci avantaj: tekrarlama sıklığı
Tekrarlama hızı yalnızca esnek olmakla kalmaz, aynı zamanda deney ekipmanında değişiklik yapılmadan da elde edilebilir. Elektro-optik modülasyonlu optik frekans tarağının hat genişliği kabaca modülasyon bant genişliğine eşdeğerdir; genel ticari elektro-optik modülatör bant genişliği 40 GHz'dir ve elektro-optik modülasyonlu optik frekans tarağının 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 modülasyonlu optik tarağın optik disk şekli, radyo frekansı sinyali, önyargı voltajı, gelen polarizasyon vb. gibi bir dizi serbestlik derecesiyle belirlenir; bu da farklı tarakların yoğunluğunu kontrol etmek ve spektral şekillendirme amacına ulaşmak için kullanılabilir.
04 Elektro-optik modülatör optik frekans tarağının uygulaması
Elektro-optik modülatörlü optik frekans tarağının pratik uygulamalarında, tek ve çift taraklı spektrumlar olarak ikiye ayrılabilir. Tek taraklı spektrumun çizgi aralığı çok dardır, bu nedenle yüksek doğruluk elde edilebilir. Aynı zamanda, mod kilitli lazerle üretilen optik frekans tarağıyla karşılaştırıldığında, elektro-optik modülatörlü optik frekans tarağı cihazı daha küçük ve daha iyi ayarlanabilir özelliktedir. Çift taraklı spektrometre, biraz farklı tekrarlama frekanslarına sahip iki uyumlu tek tarağın girişiminden üretilir ve tekrarlama frekansındaki fark, yeni girişim tarağı spektrumunun çizgi aralığıdır. Optik frekans tarağı teknolojisi, optik görüntüleme, mesafe ölçümü, kalınlık ölçümü, alet 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 alıyoruz.
Yayın tarihi: 19 Aralık 2023