Prinsip dasar modulator optik

Modulator optikDigunakan untuk mengontrol intensitas cahaya, klasifikasi elektro-optik, termooptik, akustooptik, optik penuh, teori dasar efek elektro-optik.
Modulator optik adalah salah satu perangkat optik terintegrasi terpenting dalam komunikasi optik berkecepatan tinggi dan jarak pendek. Modulator cahaya, menurut prinsip modulasinya, dapat dibagi menjadi elektro-optik, termooptik, akustooptik, optik murni, dan lain-lain. Teori dasar yang mendasarinya adalah berbagai bentuk efek elektro-optik, efek akustooptik, efek magnetooptik, efek Franz-Keldysh, efek Stark sumur kuantum, dan efek dispersi pembawa.

Itumodulator elektro-optikModulator optik adalah perangkat yang mengatur indeks bias, absorptivitas, amplitudo, atau fase cahaya keluaran melalui perubahan tegangan atau medan listrik. Modulator ini lebih unggul dibandingkan jenis modulator lainnya dalam hal kerugian, konsumsi daya, kecepatan, dan integrasi, dan juga merupakan modulator yang paling banyak digunakan saat ini. Dalam proses transmisi, pengiriman, dan penerimaan optik, modulator optik digunakan untuk mengontrol intensitas cahaya, dan perannya sangat penting.

Tujuan modulasi cahaya adalah untuk mengubah sinyal yang diinginkan atau informasi yang ditransmisikan, termasuk "menghilangkan sinyal latar belakang, menghilangkan kebisingan, dan anti-interferensi", sehingga memudahkan pemrosesan, transmisi, dan deteksi.

Jenis modulasi dapat dibagi menjadi dua kategori besar tergantung pada di mana informasi dimuat ke dalam gelombang cahaya:

Salah satunya adalah daya penggerak sumber cahaya yang dimodulasi oleh sinyal listrik; yang lainnya adalah memodulasi siaran secara langsung.

Yang pertama terutama digunakan untuk komunikasi optik, dan yang kedua terutama digunakan untuk penginderaan optik. Singkatnya: modulasi internal dan modulasi eksternal.

Berdasarkan metode modulasi, jenis modulasinya adalah:

1) Modulasi intensitas;

2) Modulasi fase;

3) Modulasi polarisasi;

4) Modulasi frekuensi dan panjang gelombang.

1.1, modulasi intensitas

Modulasi intensitas cahaya adalah penggunaan intensitas cahaya sebagai objek modulasi, dengan memanfaatkan faktor eksternal untuk mengukur perubahan sinyal cahaya DC atau lambat menjadi perubahan frekuensi sinyal cahaya yang lebih cepat, sehingga penguat seleksi frekuensi AC dapat digunakan untuk memperkuat, dan kemudian jumlah yang akan diukur dikeluarkan secara kontinu.

1.2, modulasi fase

Prinsip penggunaan faktor eksternal untuk mengubah fase gelombang cahaya dan mengukur besaran fisik dengan mendeteksi perubahan fase disebut modulasi fase optik.

Fase gelombang cahaya ditentukan oleh panjang fisik perambatan cahaya, indeks bias medium perambatan dan distribusinya, artinya, perubahan fase gelombang cahaya dapat dihasilkan dengan mengubah parameter-parameter di atas untuk mencapai modulasi fase.

Karena detektor cahaya umumnya tidak dapat mendeteksi perubahan fase gelombang cahaya, kita harus menggunakan teknologi interferensi cahaya untuk mengubah perubahan fase menjadi perubahan intensitas cahaya, agar dapat mendeteksi besaran fisik eksternal. Oleh karena itu, modulasi fase optik harus mencakup dua bagian: pertama, mekanisme fisik untuk menghasilkan perubahan fase gelombang cahaya; dan kedua, interferensi cahaya.

1.3. Modulasi polarisasi

Cara paling sederhana untuk mencapai modulasi cahaya adalah dengan memutar dua polarisator relatif satu sama lain. Menurut teorema Malus, intensitas cahaya keluaran adalah I=I0cos2α

Keterangan: I0 mewakili intensitas cahaya yang dilewatkan oleh kedua polarisator ketika bidang utama konsisten; Alpha mewakili Sudut antara bidang utama kedua polarisator.

1.4 Modulasi frekuensi dan panjang gelombang

Prinsip penggunaan faktor eksternal untuk mengubah frekuensi atau panjang gelombang cahaya dan pengukuran besaran fisik eksternal dengan mendeteksi perubahan frekuensi atau panjang gelombang cahaya disebut modulasi frekuensi dan panjang gelombang cahaya.