Что такое электрооптические модуляторы?

Электрооптическими называют модуляторы, основанные на электрооптическом эффекте, который заключается в изменении показателя преломления вещества при наложении электрического поля. Электрооптические модуляторы предназначены для модуляции интенсивности светового луча.

Классификация. Электрооптические модуляторы классифицируют за электрооптическими материалами, которые используются для изготовления кристаллов модулятора. Выделяют электрооптические модуляторы на КDР-кристаллах (дигидрофосфата калия KH2PO4), АDР кристаллах (NH4PO4), кристаллах ниобата лития (LiNbO3), танталата лития (LiTaO3) и др.

Строение. Типичный модуляционный элемент состоит из двух кристаллов одинаковых размеров, ориентированных так, что их кристаллографические оси взаимно ортогональные (Рис. 1). Два кристаллы используют для компенсации температурных колебаний окружающей среды.

Строение электрооптического модуляционного элемента

Рис. 1. Строение электрооптического модуляционного элемента

Анализатор применяют для преобразования фазовой модуляции в амплитудную.

Работа. Изменяя прилагаемое к кристаллу напряжение, меняют показатель преломления кристалла, в результате чего изменяется фаза (фазовая модуляция). Помещая на выходе анализатор, можно превращать фазовую модуляцию в амплитудную.

Свойства. Основными параметрами, которые описывают свойства электрооптического модулятора, есть напряжение управления %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 и полуволнового напряжения %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9, равной таком напряжении управления, при которой достигается полное изменение светопропускания модулятора. Два луча света с взаимно ортогональной поляризацией сдвигаются друг относительно друга на половину длины волны.
Полуволновое напряжения определяют по выражению:
Полуволновое напряжения
где %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 — длина световой волны; %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 — показатель преломления для обыкновенной волны, которая есть одной из расщепленных вследствие двойного лучепреломления волн; %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 — электрооптический коэффициент; %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 — длина и ширина кристалла.
Высокое значение напряжения управления (от сотен до тысяч вольт) является основным недостатком этих модуляторов.
Зная %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 и входную интенсивность светового луча %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9, можно определить исходную интенсивность %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9
%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9
Из других параметров электрооптического модулятора важны предельная частота, которая определяется значением собственной емкости (сотни МГц); прозрачность (50 … 90%); окончательный поток, проходящий через полностью затемненный модулятор (3 … 7%) и др.

Применение. Электрооптические модуляторы применяются в линиях оптической связи для модуляции интенсивности светового луча. Использование таких линий в межблочных и внутрисистемных связях повышает плотность упаковки элементов в 100 … 500 раз. Оно является чрезвычайно актуальным, поскольку объем использованных для монтажа кабелей и разъемов вместе с устройствами согласования более чем в 500 … 1000 раз превышает объем самой аппаратуры.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*