Электрооптическая модуляция

Cтраница 1

Электрооптическая модуляция позволяет управлять лазерным пучком или контролировать сигнал излучения с высокой скоростью ( вплоть до частоты в несколько гигагерц), поскольку при этом не используется механическое перемещение элементов. В данной главе мы рассмотрим различные такие устройства, их характеристики и принципы действия. Рассмотрим также некоторые важные особенности их конструирования. [1]

Геометрия типичного продольного электрооптического модулятора. [2]

Электрооптическая модуляция световых волн также подразделяется на два основных типа в зависимости от направления приложенного электрического поля. Если электрическое поле параллельно направлению распространения, то модуляция называется продольной. Если же электрическое поле перпендикулярно направлению распространения, то модуляцию называют поперечной. Рассмотрим ниже оба этих случая по отдельности. [3]

Основной принцип электрооптической модуляции в диэлектрических волноводах заключается в отводе всей или части мощности из моды ТЕ ( или ТМ) на входе в моду ТМ ( или ТЕ) на выходе с помощью внешнего постоянного ( или низкочастотного) электрического поля. [4]

В описанной схеме электрооптической модуляции света внешнее электрическое поле было направлено перпендикулярно направлению распространения света и поэтому данный модулятор называется поперечным амплитудным модулятором света. Модулирующее поле может быть направлено также и по направлению распространения света. Соответствующая схема модуляции называется продольной. [5]

До сих пор при рассмотрении электрооптической модуляции предполагалось, что фаза электромагнитной волны, выходящей из электрооптического кристалла, определяется мгновенными значениями внешнего электрического поля. Понятно, что это предположение теряет силу, когда поле, действующее на кристалл, является переменным с достаточно высокой частотой. В этом случае за время прохождения света через кристалл внешнее электрическое поле может существенно измениться ( и даже несколько раз поменять знак) и полная задержка ( или изменение фазы) окажется очень малой. Высокочастотные модуляции особенно важны для систем оптической связи с большой скоростью передачи информации, в которых модулирующее поле может осциллировать на частотах микроволнового диапазона. Для учета этих высокочастотных эффектов при электрооптической модуляции необходимо рассмотреть распространение света в кристаллах при наличии электрических полей, изменяющихся как во времени, так и в пространстве. [6]

Дифференциальный лабораторный автоматический рефрактометр фирмы Water Associates R-401.| Рефрактометрический детектор отражательного типа Refractomonitor III. [7]

Фарадея); азимут линейно поляризованного света, проходящего через эту пластинку, испытывает периодические качания на небольшой угол относительно начального положения. Для электрооптической модуляции используются кристаллы дигидрофосфатов аммония, калия, дейтерированного ди-гидрофосфата калия и др. При помещении этих кристаллов в поперечное или продольное переменное электрическое поле в кристаллах за счет эффекта Поккельса появляется переменное двупреломление; поэтому проходящий через кристалл свет имеет переменную эллиптичность. В обоих случаях свет, прошедший систему поляризатор - интерферометр - модулятор - компенсатор Сенармона - анализатор, содержит постоянную и переменные составляющие, модулированные по четным и нечетным гармоникам частоты о модулирующего напряжения. При развороте анализатора на угол if 8 / 2 в сигнале пропадают нечетные гармоники. Индикация этого момента производится с помощью резонансного усилителя, настроенного на частоту ш, и синхронного детектора. Модуляционный способ позволяет зарегистрировать if с погрешностью не более 10, что соответствует погрешности ДяЫО - 8 при использовании кюветы длиной всего 1 мм. [8]

Модуляцию интенсивности излучения искрового источника ( или солнечного света) с помощью механического затвора или вращающегося зеркала использовали еще Физо и Майкельсон, применившие оптические импульсы для измерения скорости света. Применение электрооптических затворов ( сейчас их быстродействие доведено до единиц пикосекунд) позволило принципиально усовершенствовать эту технику. Быстрая электрооптическая модуляция используется и в современных пикосекундных лазерных системах. [9]

Эти явления ( например, брэгговская дифракция) могут быть использованы при создании модуляторов света, дефлекторов пучков, перестраиваемых фильтров, анализаторов спектра и устройств обработки сигналов. Использование акустооптического взаимодействия позволяет модулировать лазерное излучение или обрабатывать с высокой скоростью информацию, переносимую излучением, поскольку при этом отпадает необходимость в использовании каких-либо механических перемещающихся элементов. Это свойство аналогично электрооптической модуляции с той лишь разницей, что при акустооптическом взаимодействии вместо постоянных полей применяются ВЧ-поля. Последние достижения в применениях акустооптических устройств обусловлены главным образом наличием лазеров, которые генерируют интенсивные когерентные световые пучки, развитием эффективных широкополосных преобразователей, - генерирующих упругие волны с частотами вплоть до микроволновых, а также открытием веществ, обладающих замечательными упругими и оптическими свойствами. [10]

Для измерений обычно применяется пучок He-Ne лазера ( А - 633 нм) диаметром 0 1 - j - l мм. Быстродействие определяется скоростью измерения параметров А и ф, и для ряда эллипсометров с механическим вращением поляризатора и анализатора составляет примерно 1 мс. При использовании электрооптической модуляции параметров эллипса поляризации светового пучка [4.36] быстродействие может быть улучшено на несколько порядков. Диапазон измеряемых температур достигает и превышает - 1000 К. В целом, однако, перспективы применения эллипсомет-рического метода для температурных измерений в технологическом контроле в настоящее время не определены. [11]

Пучок с гауссовым поперечным сечением, проходящий через образец диаметром d и длиной L. [12]

Однако поперечный размер d должен быть достаточно большим, чтобы световой пучок мог быть промо-дулирован. Поэтому кристалл с данным поперечным размером d имеет некоторую максимальную длину электрооптической модуляции. [13]

Расчет характеристик излучения лазера с пассивным фильтром; обычно проводится на основе балансных уравнений для населен-ностей активной и - поглощающей сред. Здесь лишь отметим, что начало просветления пассивного затвора происходит под действием излучения свободной генерации, которая развивается в резонаторе при малом пропускании затвора. Кроме того, из-за достаточно высоких пороговых значений интенсивности излучения, при которых начинает просветляться фильтр, время линейного этапа в 3 - 5 раз больше, чем для случая электрооптической модуляции добротности. Поскольку на этом этапе развития моноимпульса преимущественно усиливаются моды, расположенные в центральной области линий усиления активной среды, то увеличение линейного этапа развития моноимпульса приводит к сужению спектра генерации. [14]

Страницы: 1 2