Bộ điều biến quang học là gì?

Bộ điều biến quang học là gì?

Bộ điều biến quangthường được sử dụng để điều khiển các tính chất của chùm ánh sáng, chẳng hạn như chùm tia laser. Thiết bị có thể điều khiển các đặc tính của chùm tia, chẳng hạn như công suất quang hoặc pha. Bộ điều biến theo tính chất của chùm tia điều chế được gọi làbộ điều biến cường độ, bộ điều biến pha, bộ điều biến phân cực, bộ điều biến quang không gian, v.v. Các loại bộ điều biến khác nhau có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như truyền thông cáp quang, thiết bị hiển thị, laser Q-switched hoặc khóa chế độ và đo quang.

Loại điều chế quang học

Có một số loại bộ điều biến khác nhau:

1. Bộ điều biến quang âm là bộ điều biến dựa trên hiệu ứng quang âm. Chúng được sử dụng để chuyển đổi hoặc điều chỉnh liên tục biên độ của chùm tia laser, thay đổi tần số ánh sáng hoặc thay đổi hướng của không gian.

2. Cácbộ điều biến quang điệnsử dụng hiệu ứng quang điện trong hộp Kerrs bong bóng. Chúng có thể điều chỉnh trạng thái phân cực, pha hoặc công suất chùm tia hoặc được sử dụng để trích xuất xung như đã đề cập trong phần về bộ khuếch đại xung siêu ngắn.

3. Bộ điều biến hấp thụ điện là bộ điều biến cường độ được sử dụng trên máy phát dữ liệu trong truyền thông cáp quang.

(4) Bộ điều biến nhiễu, chẳng hạn như bộ điều biến Mach-Zehnder, thường được sử dụng trong các mạch tích hợp quang tử để truyền dữ liệu quang.

5. Bộ điều biến sợi quang có thể dựa trên nhiều nguyên tắc khác nhau. Nó có thể là một thiết bị cáp quang thực sự hoặc có thể là một bộ phận cơ thể có chứa các bím tóc sợi.

6. Bộ điều biến tinh thể lỏng thích hợp để ứng dụng vào thiết bị hiển thị quang học hoặc máy tạo xung. Chúng cũng có thể được sử dụng làm bộ điều biến ánh sáng không gian, nghĩa là khả năng truyền ánh sáng thay đổi theo không gian, có thể được sử dụng trong các thiết bị hiển thị.

7. Đĩa điều chế có thể thay đổi định kỳ công suất của chùm tia, được sử dụng trong một số phép đo quang cụ thể (chẳng hạn như sử dụng bộ khuếch đại khóa).

8. Bộ điều biến vi cơ (hệ thống vi cơ, MEMS) như van đèn dựa trên silicon và mảng gương hai chiều đặc biệt quan trọng trong màn hình chiếu.

9. Bộ điều biến quang số lượng lớn, chẳng hạn như bộ điều biến quang điện, có thể sử dụng diện tích chùm tia lớn và cũng có thể được áp dụng cho các tình huống công suất cao. Bộ điều biến ghép nối sợi quang, thường là bộ điều biến ống dẫn sóng có đuôi sợi, rất dễ tích hợp vào hệ thống cáp quang.

‌

Ứng dụng của bộ điều biến quang

‌ Bộ điều biến quang học có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Sau đây là các lĩnh vực ứng dụng chính của bộ điều biến quang và các ứng dụng cụ thể của chúng:

1. Truyền thông quang học: Trong hệ thống thông tin quang học, bộ điều biến quang học được sử dụng để điều chế biên độ, tần số và pha của tín hiệu quang học nhằm truyền tải thông tin. Nó thường được sử dụng trong các bước chính như chuyển đổi quang điện, điều chế và giải điều chế tín hiệu quang. Bộ điều biến quang điện đặc biệt quan trọng trong các hệ thống thông tin quang tốc độ cao, được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu điện tử thành tín hiệu quang và thực hiện mã hóa và truyền dữ liệu. Bằng cách điều chỉnh cường độ hoặc pha của tín hiệu quang, có thể thực hiện được các chức năng chuyển đổi ánh sáng, điều khiển tốc độ điều chế và điều chế tín hiệu

2. Cảm biến quang học: Bộ điều biến quang học có thể thực hiện phép đo và giám sát môi trường bằng cách điều chỉnh các đặc tính của tín hiệu quang. Ví dụ, bằng cách điều chỉnh pha hoặc biên độ của ánh sáng, con quay hồi chuyển sợi quang, cảm biến áp suất sợi quang, v.v. có thể được thực hiện

3. Lưu trữ và xử lý quang học: Bộ điều biến quang học được sử dụng cho các ứng dụng lưu trữ và xử lý quang học. Trong bộ nhớ quang, bộ điều biến quang có thể được sử dụng để ghi và đọc thông tin vào và ra khỏi phương tiện quang. Trong xử lý quang học, bộ điều biến quang học có thể được sử dụng để hình thành, lọc, điều chế và giải điều chế tín hiệu quang.

4. Tạo ảnh quang học: Các bộ điều biến quang học có thể được sử dụng để điều chỉnh pha và biên độ của chùm ánh sáng, từ đó làm thay đổi đặc tính của ảnh trong tạo ảnh quang học. Ví dụ: bộ điều biến trường ánh sáng có thể thực hiện điều chế pha hai chiều để thay đổi tiêu cự và độ sâu lấy nét của chùm tia ‌

5. Kiểm soát nhiễu quang học: Bộ điều biến quang học có thể kiểm soát cường độ và tần số ánh sáng, từ đó làm giảm hoặc triệt tiêu nhiễu quang học trong hệ thống quang học. Nó có thể được sử dụng trong các bộ khuếch đại quang, laser và hệ thống truyền dẫn cáp quang để cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và hiệu suất của hệ thống.

6. Các ứng dụng khác: bộ điều biến quang điện cũng được sử dụng trong phân tích quang phổ, hệ thống radar, chẩn đoán y tế và các lĩnh vực khác. Trong quang phổ, bộ điều biến quang điện có thể được sử dụng như một thành phần của máy phân tích quang phổ để phân tích và đo quang phổ. Trong hệ thống radar, bộ điều biến quang điện được sử dụng để điều chế và giải điều chế tín hiệu. Trong chẩn đoán y tế, bộ điều biến quang điện được sử dụng trong hình ảnh và trị liệu quang học.