Apa itu sisir frekuensi optik modulator elektro-optik? Bagian Kedua

02modulator elektro-optikDanmodulasi elektro-optiksisir frekuensi optik

Efek elektro-optik mengacu pada efek perubahan indeks bias suatu material ketika medan listrik diterapkan. Terdapat dua jenis utama efek elektro-optik, yaitu efek elektro-optik primer, juga dikenal sebagai efek Pokels, yang mengacu pada perubahan linier indeks bias material dengan medan listrik yang diterapkan. Yang lainnya adalah efek elektro-optik sekunder, juga dikenal sebagai efek Kerr, di mana perubahan indeks bias material berbanding lurus dengan kuadrat medan listrik. Sebagian besar modulator elektro-optik didasarkan pada efek Pokels. Dengan menggunakan modulator elektro-optik, kita dapat memodulasi fase cahaya insiden, dan berdasarkan modulasi fase tersebut, melalui konversi tertentu, kita juga dapat memodulasi intensitas atau polarisasi cahaya.

Terdapat beberapa struktur klasik yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. (a), (b) dan (c) semuanya merupakan struktur modulator tunggal dengan struktur sederhana, tetapi lebar garis sisir frekuensi optik yang dihasilkan dibatasi oleh bandwidth elektro-optik. Jika sisir frekuensi optik dengan frekuensi pengulangan tinggi diperlukan, dua atau lebih modulator diperlukan secara berurutan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2(d)(e). Jenis struktur terakhir yang menghasilkan sisir frekuensi optik disebut resonator elektro-optik, yaitu modulator elektro-optik yang ditempatkan di dalam resonator, atau resonator itu sendiri dapat menghasilkan efek elektro-optik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

GAMBAR 2 Beberapa perangkat eksperimental untuk menghasilkan sisir frekuensi optik berdasarkanmodulator elektro-optik

GAMBAR 3 Struktur beberapa rongga elektro-optik
03 Karakteristik sisir frekuensi optik modulasi elektro-optik

Keunggulan pertama: kemampuan untuk disetel.

Karena sumber cahaya adalah laser spektrum lebar yang dapat disetel, dan modulator elektro-optik juga memiliki lebar pita frekuensi operasi tertentu, sisir frekuensi optik modulasi elektro-optik juga dapat disetel frekuensinya. Selain frekuensi yang dapat disetel, karena pembangkitan bentuk gelombang modulator dapat disetel, frekuensi pengulangan sisir frekuensi optik yang dihasilkan juga dapat disetel. Ini adalah keunggulan yang tidak dimiliki oleh sisir frekuensi optik yang dihasilkan oleh laser mode-locked dan mikro-resonator.

Keunggulan kedua: frekuensi pengulangan

Tingkat pengulangan tidak hanya fleksibel, tetapi juga dapat dicapai tanpa mengubah peralatan eksperimental. Lebar garis sisir frekuensi optik modulasi elektro-optik kira-kira setara dengan bandwidth modulasi, bandwidth modulator elektro-optik komersial umum adalah 40 GHz, dan frekuensi pengulangan sisir frekuensi optik modulasi elektro-optik dapat melebihi bandwidth sisir frekuensi optik yang dihasilkan oleh semua metode lain kecuali resonator mikro (yang dapat mencapai 100 GHz).

Keunggulan 3: pembentukan spektral

Dibandingkan dengan sisir optik yang dihasilkan dengan cara lain, bentuk cakram optik dari sisir optik termodulasi elektro-optik ditentukan oleh sejumlah derajat kebebasan, seperti sinyal frekuensi radio, tegangan bias, polarisasi insiden, dll., yang dapat digunakan untuk mengontrol intensitas sisir yang berbeda untuk mencapai tujuan pembentukan spektrum.

04 Aplikasi sisir frekuensi optik modulator elektro-optik

Dalam aplikasi praktis sisir frekuensi optik modulator elektro-optik, dapat dibagi menjadi spektrum sisir tunggal dan ganda. Jarak antar garis spektrum sisir tunggal sangat sempit, sehingga akurasi tinggi dapat dicapai. Pada saat yang sama, dibandingkan dengan sisir frekuensi optik yang dihasilkan oleh laser mode-locked, perangkat sisir frekuensi optik modulator elektro-optik lebih kecil dan lebih mudah disetel. Spektrometer sisir ganda dihasilkan oleh interferensi dua sisir tunggal koheren dengan frekuensi pengulangan yang sedikit berbeda, dan perbedaan frekuensi pengulangan tersebut adalah jarak antar garis spektrum sisir interferensi baru. Teknologi sisir frekuensi optik dapat digunakan dalam pencitraan optik, pengukuran jarak, pengukuran ketebalan, kalibrasi instrumen, pembentukan spektrum gelombang sembarang, fotonika frekuensi radio, komunikasi jarak jauh, siluman optik, dan sebagainya.

GAMBAR 4 Skenario aplikasi sisir frekuensi optik: Mengambil pengukuran profil peluru berkecepatan tinggi sebagai contoh