광 변조기의 기본 원리

광 변조기, 빛의 세기를 조절하는 데 사용되며 전기광학, 열광학, 음향광학 등 모든 광학을 분류하고 전기광학 효과의 기본 이론을 제시합니다.
광 변조기는 고속 및 단거리 광통신에서 가장 중요한 집적 광소자 중 하나입니다. 광 변조기는 변조 원리에 따라 전기광학, 열광학, 음향광학, 전광학 등으로 구분할 수 있으며, 이러한 광 변조기의 기본 원리는 전기광학 효과, 음향광학 효과, 자기광학 효과, 프란츠-켈디시 효과, 양자우물 슈타르크 효과, 캐리어 분산 효과 등 다양한 형태의 효과를 기반으로 합니다.

그만큼전기광학 변조기전압이나 전기장의 변화를 통해 출력 광의 굴절률, 흡수율, 진폭 또는 위상을 조절하는 소자입니다. 손실, 전력 소모, 속도 및 집적도 측면에서 다른 유형의 변조기보다 우수하며, 현재 가장 널리 사용되는 변조기이기도 합니다. 광 전송, 송수신 과정에서 광 변조기는 빛의 세기를 제어하는 ​​데 사용되며, 그 역할은 매우 중요합니다.

광 변조의 목적은 원하는 신호 또는 전송되는 정보를 변환하는 것입니다. 여기에는 "배경 신호 제거, 노이즈 제거, 간섭 방지"가 포함되며, 이를 통해 처리, 전송 및 감지가 용이해집니다.

변조 유형은 정보가 광파에 로드되는 위치에 따라 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

하나는 전기 신호로 변조된 광원의 구동력입니다. 다른 하나는 방송을 직접 변조하는 것입니다.

전자는 주로 광통신에 사용되고, 후자는 주로 광센싱에 사용됩니다. 줄여서 내부 변조와 외부 변조라고 합니다.

변조 방식에 따르면 변조 유형은 다음과 같습니다.

1) 강도 변조;

2) 위상 변조;

3) 편광 변조;

4) 주파수 및 파장 변조.

1.1, 강도 변조

광 강도 변조는 빛의 강도를 변조 대상으로 하고, 외부 요인을 이용하여 DC 또는 느린 광 신호의 변화를 빠른 주파수의 광 신호로 측정한 후, AC 주파수 선택 증폭기를 이용하여 증폭시킨 후, 측정된 양을 연속적으로 출력하는 방식입니다.

1.2, 위상 변조

외부 요인을 이용하여 빛 파동의 위상을 바꾸고, 위상 변화를 감지하여 물리량을 측정하는 원리를 광 위상 변조라고 합니다.

빛파의 위상은 빛 전파의 물리적 길이, 전파 매체의 굴절률 및 분포에 의해 결정됩니다. 즉, 빛파의 위상 변화는 위의 매개변수를 변경하여 위상 변조를 달성함으로써 생성될 수 있습니다.

광 검출기는 일반적으로 광파의 위상 변화를 감지할 수 없기 때문에 빛의 간섭 기술을 사용하여 위상 변화를 빛의 강도 변화로 변환하여 외부 물리량을 감지해야 합니다. 따라서 광학적 위상 변조는 두 가지 부분을 포함해야 합니다. 하나는 광파의 위상 변화를 생성하는 물리적 메커니즘입니다. 두 번째는 빛의 간섭입니다.

1.3. 편광 변조

광 변조를 달성하는 가장 간단한 방법은 두 편광판을 서로에 대해 회전시키는 것입니다. 말루스 정리에 따르면 출력 광도는 I=I0cos2α입니다.

여기서: I0는 주편광판의 평면이 일치할 때 두 편광판을 통과하는 빛의 강도를 나타냅니다. 알파는 두 편광판의 주편광판 사이의 각도를 나타냅니다.

1.4 주파수 및 파장 변조

외부 요인을 이용하여 빛의 주파수 또는 파장을 변화시키고, 빛의 주파수 또는 파장의 변화를 감지하여 외부 물리량을 측정하는 원리를 빛의 주파수 및 파장 변조라고 합니다.