02bộ điều biến điện quangVàđiều chế điện quanglược tần số quang học
Hiệu ứng điện quang đề cập đến hiện tượng thay đổi chiết suất của vật liệu khi có điện trường tác dụng. Có hai loại hiệu ứng điện quang chính, một là hiệu ứng điện quang sơ cấp, còn gọi là hiệu ứng Pokels, đề cập đến sự thay đổi tuyến tính của chiết suất vật liệu theo điện trường tác dụng. Loại kia là hiệu ứng điện quang thứ cấp, còn gọi là hiệu ứng Kerr, trong đó sự thay đổi chiết suất của vật liệu tỷ lệ thuận với bình phương của điện trường. Hầu hết các bộ điều biến điện quang đều dựa trên hiệu ứng Pokels. Sử dụng bộ điều biến điện quang, ta có thể điều biến pha của ánh sáng tới, và trên cơ sở điều biến pha, thông qua một số chuyển đổi nhất định, ta cũng có thể điều biến cường độ hoặc độ phân cực của ánh sáng.
Có một số cấu trúc cổ điển khác nhau, như thể hiện trong Hình 2. (a), (b) và (c) đều là các cấu trúc điều biến đơn với cấu trúc đơn giản, nhưng độ rộng vạch của lược tần quang học được tạo ra bị giới hạn bởi băng thông điện quang. Nếu cần lược tần quang học với tần số lặp lại cao, cần hai hoặc nhiều bộ điều biến mắc nối tiếp, như thể hiện trong Hình 2(d)(e). Loại cấu trúc cuối cùng tạo ra lược tần quang học được gọi là bộ cộng hưởng điện quang, trong đó bộ điều biến điện quang được đặt trong bộ cộng hưởng, hoặc bản thân bộ cộng hưởng có thể tạo ra hiệu ứng điện quang, như thể hiện trong Hình 3.
Hình 2. Một số thiết bị thử nghiệm để tạo ra lược tần số quang học dựa trênbộ điều biến điện quang
Hình 3. Cấu trúc của một số khoang điện quang.
03 Đặc tính lược tần quang học điều chế điện quang
Ưu điểm thứ nhất: khả năng điều chỉnh
Do nguồn sáng là laser phổ rộng có thể điều chỉnh được, và bộ điều biến điện quang cũng có băng thông tần số hoạt động nhất định, nên lược tần quang học điều biến điện quang cũng có thể điều chỉnh tần số. Ngoài tần số có thể điều chỉnh, do việc tạo dạng sóng của bộ điều biến có thể điều chỉnh được, nên tần số lặp lại của lược tần quang học thu được cũng có thể điều chỉnh được. Đây là một ưu điểm mà lược tần quang học được tạo ra bởi laser khóa chế độ và bộ cộng hưởng vi mô không có.
Ưu điểm thứ hai: tần suất lặp lại
Tần số lặp lại không chỉ linh hoạt mà còn có thể đạt được mà không cần thay đổi thiết bị thí nghiệm. Độ rộng vạch của lược tần quang điều chế điện quang gần tương đương với băng thông điều chế, băng thông của bộ điều chế điện quang thương mại thông thường là 40GHz, và tần số lặp lại của lược tần quang điều chế điện quang có thể vượt quá băng thông lược tần quang được tạo ra bởi tất cả các phương pháp khác ngoại trừ bộ cộng hưởng vi mô (có thể đạt tới 100GHz).
Ưu điểm 3: định hình phổ
So với lược quang được tạo ra bằng các phương pháp khác, hình dạng đĩa quang của lược quang điều biến điện quang được xác định bởi một số mức độ tự do, chẳng hạn như tín hiệu tần số vô tuyến, điện áp phân cực, phân cực tới, v.v., có thể được sử dụng để kiểm soát cường độ của các lược khác nhau nhằm đạt được mục đích định hình phổ.
04 Ứng dụng của bộ điều biến điện quang trong lược tần số quang học
Trong ứng dụng thực tế của lược tần quang điều biến điện quang, nó có thể được chia thành phổ lược đơn và phổ lược kép. Khoảng cách giữa các vạch của phổ lược đơn rất hẹp, do đó có thể đạt được độ chính xác cao. Đồng thời, so với lược tần quang được tạo ra bởi laser khóa chế độ, thiết bị lược tần quang điều biến điện quang nhỏ hơn và có khả năng điều chỉnh tốt hơn. Máy quang phổ lược kép được tạo ra bởi sự giao thoa của hai lược đơn kết hợp với tần số lặp lại hơi khác nhau, và sự khác biệt về tần số lặp lại chính là khoảng cách giữa các vạch của phổ lược giao thoa mới. Công nghệ lược tần quang có thể được sử dụng trong hình ảnh quang học, đo khoảng cách, đo độ dày, hiệu chuẩn dụng cụ, tạo hình phổ dạng sóng tùy ý, quang tử tần số vô tuyến, truyền thông từ xa, tàng hình quang học, v.v.
Hình 4. Tình huống ứng dụng của lược tần quang học: Lấy ví dụ về việc đo biên dạng viên đạn tốc độ cao.
Thời gian đăng bài: 19/12/2023