광 변조기의 기본 원리

광 변조기빛의 강도를 조절하는 데 사용되는 전기광학, 열광학, 음향광학, 전체 광학의 분류, 전기광학 효과의 기본 이론.
광 변조기는 고속 및 단거리 광 통신에서 가장 중요한 집적 광학 장치 중 하나입니다. 광 변조기는 변조 원리에 따라 전기광학식, 열광학식, 음향광학식, 전광학식 등으로 나눌 수 있으며, 기본 이론은 다양한 형태의 전기광학 효과, 음향광학 효과, 자기광학 효과, 프란츠-켈디쉬 효과, 양자 우물 스타크 효과, 캐리어 분산 효과 등입니다.

그만큼전기광학 변조기광 변조기는 전압이나 전기장의 변화를 통해 출력광의 굴절률, 흡수율, 진폭 또는 위상을 조절하는 장치입니다. 손실, 전력 소비, 속도 및 집적도 측면에서 다른 유형의 변조기보다 우수하며, 현재 가장 널리 사용되는 변조기입니다. 광 전송, 송수신 과정에서 광 변조기는 빛의 강도를 제어하는 ​​데 사용되며, 그 역할은 매우 중요합니다.

광 변조의 목적은 원하는 신호 또는 전송 정보를 변환하는 것으로, 여기에는 "배경 신호 제거, 잡음 제거 및 간섭 방지"가 포함되어 처리, 전송 및 감지가 용이하도록 하는 것입니다.

변조 방식은 정보가 광파의 어느 위치에 저장되는지에 따라 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

하나는 전기 신호에 의해 변조된 광원의 구동력이고, 다른 하나는 방송을 직접 변조하는 것입니다.

전자는 주로 광통신에 사용되고, 후자는 주로 광 센싱에 사용됩니다. 간단히 말하면 내부 변조와 외부 변조입니다.

변조 방식에 따라 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 광 강도를 변조 대상으로 삼아 외부 요인을 이용하여 직류 또는 느리게 변화하는 광 신호를 더 빠른 주파수로 변화하는 광 신호로 변환하는 방식입니다. 이렇게 변환된 신호를 교류 주파수 선택 증폭기를 사용하여 증폭한 후, 측정값을 연속적으로 출력합니다.

1.2, 위상 변조

외부 요인을 이용하여 빛의 위상을 변화시키고, 이러한 위상 변화를 감지하여 물리량을 측정하는 원리를 광학 위상 변조라고 합니다.

빛 파동의 위상은 빛의 물리적 전파 길이, 전파 매질의 굴절률 및 분포에 의해 결정됩니다. 즉, 위의 매개변수를 변경함으로써 빛 파동의 위상 변화를 일으켜 위상 변조를 구현할 수 있습니다.

광 검출기는 일반적으로 광파의 위상 변화를 감지할 수 없기 때문에, 외부 물리량을 검출하기 위해서는 빛의 간섭 기술을 이용하여 위상 변화를 광 강도의 변화로 변환해야 합니다. 따라서 광 위상 변조는 두 부분으로 구성됩니다. 하나는 광파의 위상 변화를 발생시키는 물리적 메커니즘이고, 다른 하나는 빛의 간섭입니다.

1.3. 편광 변조

광 변조를 구현하는 가장 간단한 방법은 두 개의 편광판을 서로 상대적으로 회전시키는 것입니다. 말루스 정리에 따르면 출력 광 강도는 I=I0cos2α입니다.

여기서 I0는 주 편광면이 동일할 때 두 편광판을 통과하는 빛의 강도를 나타내고, α는 두 편광판의 주 편광면 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.