Bộ điều biến quang họcĐược sử dụng để kiểm soát cường độ ánh sáng, phân loại quang điện, quang nhiệt, quang âm, quang học tổng quát, lý thuyết cơ bản về hiệu ứng quang điện.
Bộ điều biến quang là một trong những thiết bị quang tích hợp quan trọng nhất trong truyền thông quang tốc độ cao và tầm ngắn. Theo nguyên lý điều biến, bộ điều biến ánh sáng có thể được chia thành điện quang, nhiệt quang, âm quang, quang toàn phần, v.v., dựa trên lý thuyết cơ bản là nhiều dạng khác nhau của hiệu ứng điện quang, hiệu ứng âm quang, hiệu ứng từ quang, hiệu ứng Franz-Keldysh, hiệu ứng giếng lượng tử Stark, hiệu ứng tán xạ hạt tải điện.
Cáibộ điều biến điện quangBộ điều biến quang là thiết bị điều chỉnh chiết suất, độ hấp thụ, biên độ hoặc pha của ánh sáng đầu ra thông qua sự thay đổi điện áp hoặc điện trường. Nó vượt trội hơn các loại bộ điều biến khác về tổn hao, công suất tiêu thụ, tốc độ và tính tích hợp, và cũng là loại bộ điều biến được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Trong quá trình truyền dẫn, phát và nhận tín hiệu quang, bộ điều biến quang được sử dụng để kiểm soát cường độ ánh sáng, và vai trò của nó rất quan trọng.
Mục đích của điều chế ánh sáng là biến đổi tín hiệu mong muốn hoặc thông tin được truyền đi, bao gồm “loại bỏ tín hiệu nền, loại bỏ nhiễu và chống nhiễu”, để dễ dàng xử lý, truyền tải và phát hiện.
Các loại điều chế có thể được chia thành hai loại chính tùy thuộc vào vị trí thông tin được tải lên sóng ánh sáng:
Một là việc điều chỉnh công suất của nguồn sáng bằng tín hiệu điện; hai là điều chỉnh trực tiếp tín hiệu phát sóng.
Loại thứ nhất chủ yếu được sử dụng cho truyền thông quang học, còn loại thứ hai chủ yếu được sử dụng cho cảm biến quang học. Nói ngắn gọn: điều chế nội và điều chế ngoại.
Theo phương pháp điều chế, loại điều chế là:
2) Điều chế pha;
3) Điều biến phân cực;
4) Điều chế tần số và bước sóng.
1.1, điều biến cường độ
Điều chế cường độ ánh sáng là phương pháp sử dụng cường độ ánh sáng làm đối tượng điều chế, sử dụng các yếu tố bên ngoài để đo tín hiệu ánh sáng DC hoặc tín hiệu có sự thay đổi chậm thành tín hiệu ánh sáng có tần số thay đổi nhanh hơn, sau đó sử dụng bộ khuếch đại chọn tần số AC để khuếch đại và liên tục truyền tín hiệu cần đo.
1.2, điều chế pha
Nguyên lý sử dụng các yếu tố bên ngoài để thay đổi pha của sóng ánh sáng và đo các đại lượng vật lý bằng cách phát hiện sự thay đổi pha được gọi là điều chế pha quang học.
Pha của sóng ánh sáng được xác định bởi chiều dài vật lý của sự truyền ánh sáng, chiết suất của môi trường truyền và sự phân bố của nó, nghĩa là, sự thay đổi pha của sóng ánh sáng có thể được tạo ra bằng cách thay đổi các thông số trên để đạt được sự điều biến pha.
Vì bộ dò ánh sáng nói chung không thể nhận biết sự thay đổi pha của sóng ánh sáng, chúng ta phải sử dụng công nghệ giao thoa ánh sáng để chuyển đổi sự thay đổi pha thành sự thay đổi cường độ ánh sáng, nhằm đạt được việc phát hiện các đại lượng vật lý bên ngoài. Do đó, điều chế pha quang học cần bao gồm hai phần: một là cơ chế vật lý tạo ra sự thay đổi pha của sóng ánh sáng; hai là sự giao thoa ánh sáng.
1.3. Điều biến phân cực
Cách đơn giản nhất để tạo ra sự điều biến ánh sáng là xoay hai bộ phân cực tương đối với nhau. Theo định lý Malus, cường độ ánh sáng đầu ra là I=I0cos2α
Trong đó: I0 biểu thị cường độ ánh sáng đi qua hai bộ lọc phân cực khi mặt phẳng chính trùng khớp; Alpha biểu thị góc giữa hai mặt phẳng chính của hai bộ lọc phân cực.
1.4 Điều chế tần số và bước sóng
Nguyên lý sử dụng các yếu tố bên ngoài để thay đổi tần số hoặc bước sóng của ánh sáng và đo các đại lượng vật lý bên ngoài bằng cách phát hiện sự thay đổi tần số hoặc bước sóng của ánh sáng được gọi là điều chế tần số và bước sóng của ánh sáng.
Thời gian đăng bài: 01/08/2023