Que é un modulador óptico?

Que é un modulador óptico?

Modulador ópticoúsanse a miúdo para manipular as propiedades dos raios de luz, como os raios láser. O dispositivo pode manipular as propiedades do feixe, como a potencia óptica ou a fase. Chámase modulador segundo a natureza do feixe moduladomodulador de intensidade, modulador de fase, modulador de polarización, modulador óptico espacial, etc. Pódense empregar diferentes tipos de moduladores en diferentes aplicacións, como comunicacións por fibra óptica, dispositivos de visualización, láseres Q-switched ou bloqueo de modo e medición óptica.

Tipo modulador óptico

Existen varios tipos de moduladores:

1. O modulador acústico-óptico é un modulador baseado no efecto acústico-óptico. Utilízanse para cambiar ou axustar continuamente a amplitude do raio láser, cambiar a frecuencia da luz ou cambiar a dirección do espazo.

2. Omodulador electro-ópticoutiliza o efecto electro-óptico na caixa de burbulla Kerrs. Poden modular o estado de polarización, a fase ou a potencia do feixe, ou usarse para a extracción de pulsos como se menciona na sección sobre amplificadores de pulso ultracorto.

3. Un modulador de absorción eléctrica é un modulador de intensidade usado nun transmisor de datos na comunicación por fibra óptica.

(4) Os moduladores de interferencia, como os moduladores Mach-Zehnder, adoitan usarse en circuítos integrados fotónicos para a transmisión de datos ópticos.

5. Os moduladores de fibra óptica poden basearse nunha variedade de principios. Pode ser un verdadeiro dispositivo de fibra óptica, ou pode ser un compoñente corporal que contén coletas de fibra.

6. O modulador de cristal líquido é axeitado para a súa aplicación en equipos de visualización óptica ou en forma de pulso. Tamén se poden usar como moduladores espaciais de luz, o que significa que a transmisión varía segundo o espazo, o que se pode usar en dispositivos de visualización.

7. O disco de modulación pode cambiar periodicamente a potencia do feixe, que se usa nalgunhas medidas ópticas específicas (como o uso de amplificadores de bloqueo).

8. Os moduladores micromecánicos (sistemas micromecánicos, MEMS) como as válvulas de luz a base de silicio e as matrices de espellos bidimensionais son particularmente importantes nas pantallas de proxección.

9. Os moduladores ópticos a granel, como os moduladores electro-ópticos, poden usar unha gran área de feixe e tamén se poden aplicar a situacións de alta potencia. Os moduladores acoplados a fibra, normalmente moduladores de guía de ondas con coletas de fibra, son fáciles de integrar nos sistemas de fibra óptica.

‌

Aplicación do modulador óptico

Os moduladores ópticos teñen unha ampla gama de aplicacións en moitos campos. As seguintes son as principais áreas de aplicación dos moduladores ópticos e as súas aplicacións específicas:

1. Comunicación óptica: nos sistemas de comunicación óptica utilízanse moduladores ópticos para modular a amplitude, frecuencia e fase dos sinais ópticos co fin de transmitir información. Utilízase habitualmente en pasos clave como a conversión fotoeléctrica, a modulación do sinal óptico e a demodulación. Os moduladores electro-ópticos son particularmente importantes nos sistemas de comunicación óptica de alta velocidade, que se usan para converter sinais electrónicos en sinais ópticos e realizar a codificación e transmisión de datos. Ao modular a intensidade ou fase do sinal óptico, pódense realizar as funcións de conmutación de luz, control da taxa de modulación e modulación do sinal.

2. Detección óptica: o modulador óptico pode realizar a medición e seguimento do ambiente modulando as características do sinal óptico. Por exemplo, modulando a fase ou a amplitude da luz, pódense realizar xiroscopios de fibra óptica, sensores de presión de fibra óptica, etc.

3. Almacenamento e procesamento óptico: os moduladores ópticos utilízanse para aplicacións de almacenamento óptico e procesamento óptico. Na memoria óptica, os moduladores ópticos pódense usar para escribir e ler información dentro e fóra de medios ópticos. No procesamento óptico, o modulador óptico pode usarse para a formación, filtrado, modulación e demodulación de sinais ópticos ‌

4. Imaxe óptica: os moduladores ópticos pódense usar para modular a fase e a amplitude dun feixe de luz, cambiando así as características da imaxe na imaxe óptica. Por exemplo, un modulador de campo de luz pode implementar a modulación de fase bidimensional para cambiar a distancia focal e a profundidade de enfoque dun feixe.

5. Control de ruído óptico: o modulador óptico pode controlar a intensidade e frecuencia da luz, reducindo ou suprimindo así o ruído óptico no sistema óptico. Pódese usar en amplificadores ópticos, láseres e sistemas de transmisión de fibra óptica para mellorar a relación sinal-ruído e o rendemento do sistema.

6. Outras aplicacións: os moduladores electro-ópticos tamén se utilizan en análise espectral, sistemas de radar, diagnóstico médico e outros campos. En espectroscopia, un modulador electro-óptico pode usarse como compoñente dun analizador de espectro óptico para a análise e medición espectral. No sistema de radar, o modulador electro-óptico úsase para a modulación e demodulación do sinal. No diagnóstico médico, os moduladores electro-ópticos utilízanse en imaxes ópticas e terapia ‌.