Bộ điều biến quang, dùng để điều khiển cường độ ánh sáng, phân loại quang điện, nhiệt quang, âm học, toàn quang, 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. Bộ điều biến ánh sáng theo nguyên lý điều chế của nó, có thể được chia thành quang điện, nhiệt quang, âm thanh, tất cả quang học, v.v., chúng dựa trên lý thuyết cơ bản là một loạt các dạng hiệu ứng điện quang, hiệu ứng âm thanh, hiệu ứng từ tính , Hiệu ứng Franz-Keldysh, hiệu ứng giếng lượng tử Stark, hiệu ứng phân tán hạt tải điện.
cácbộ điều biến quang điệnlà thiết bị điều chỉnh chiết suất, độ hấp thụ, biên độ hoặc pha của ánh sáng phát ra thông qua sự thay đổi của điện áp hoặc điện trường. Nó vượt trội hơn các loại bộ điều biến khác về tổn thất, mức tiêu thụ điện năng, tốc độ và khả năng tích hợp, đồng thời cũng là bộ điều biến được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Trong quá trình truyền, phát và thu 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 giúp dễ dàng xử lý, truyền tải và phát hiện.
Các loại điều chế có thể được chia thành hai loại lớn tùy thuộc vào nơi thông tin được tải lên sóng ánh sáng:
Một là công suất truyền động của nguồn sáng được điều chế bằng tín hiệu điện; Cách khác là điều chỉnh chương trình phát sóng trực tiếp.
Cái trước chủ yếu được sử dụng cho truyền thông quang học, và cái sau chủ yếu được sử dụng cho cảm biến quang học. Viết tắt: điều chế bên trong và điều chế bên ngoài.
Theo phương pháp điều chế, loại điều chế là:
2) Điều chế pha;
3) Điều chế phân cực;
4) Điều chế tần số và bước sóng.
1.1, điều chế cường độ
Điều chế cường độ ánh sáng là cường độ ánh sáng làm đối tượng điều chế, sử dụng các yếu tố bên ngoài để đo DC hoặc thay đổi chậm tín hiệu ánh sáng thành thay đổi tần số nhanh hơn của tín hiệu ánh sáng, để có thể sử dụng bộ khuếch đại chọn tần số AC để khuếch đại và sau đó là lượng được đo liên tục.
1.2, điều chế pha
Nguyên lý sử dụng các yếu tố bên ngoài để làm 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 độ 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 tham số trên để đạt được điều chế pha.
Do máy dò ánh sáng nói chung không thể nhận biết được sự thay đổi pha của sóng ánh sáng nên chúng ta phải sử dụng công nghệ giao thoa ánh sáng để biến đổi sự thay đổi pha thành sự thay đổi cường độ ánh sáng, nhằm đạt được khả năng phát hiện các đại lượng vật lý bên ngoài, do đó , quá trình điều chế pha quang học phải bao gồm hai phần: một là cơ chế vật lý tạo ra sự thay đổi pha của sóng ánh sáng; Thứ hai là sự giao thoa của ánh sáng.
1.3. Điều chế phân cực
Cách đơn giản nhất để đạt được sự điều chế ánh sáng là xoay hai bản phân cực tương đối với nhau. Theo định lý Malus thì cường độ ánh sáng phát ra là I=I0cos2α
Trong đó: I0 biểu thị cường độ ánh sáng truyền qua hai bản phân cực khi mặt phẳng chính nhất quán; Alpha đại diện cho Góc giữa hai mặt phẳng chính của bản phân cực.
1.4 Điều chế tần số và bước sóng
Nguyên lý sử dụng các yếu tố bên ngoài để làm thay đổi tần số hoặc bước sóng của ánh sáng và đo các đại lượng vật lý bên ngoài bằng cách phát hiện những thay đổi về tần số hoặc bước sóng của ánh sáng được gọi là điều chế tần số và bước sóng của ánh sáng.
Thời gian đăng: 01-08-2023