ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर का मूल सिद्धांत

ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर, प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक, थर्मोऑप्टिक, एकॉस्टोऑप्टिक का वर्गीकरण, सभी ऑप्टिकल, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव का मूल सिद्धांत।
ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर उच्च गति और कम दूरी के ऑप्टिकल संचार में सबसे महत्वपूर्ण एकीकृत ऑप्टिकल उपकरणों में से एक है। प्रकाश मॉड्यूलेटर को इसके मॉड्यूलेशन सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक, थर्मोऑप्टिक, एकॉस्टोऑप्टिक, सभी ऑप्टिकल आदि में विभाजित किया जा सकता है, वे मूल सिद्धांत पर आधारित हैं जो इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव, एकॉस्टोऑप्टिक प्रभाव, मैग्नेटोऑप्टिक प्रभाव, फ्रांज-केल्डिश प्रभाव, क्वांटम वेल स्टार्क प्रभाव, वाहक फैलाव प्रभाव के विभिन्न रूपों की एक किस्म है।

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटरएक ऐसा उपकरण है जो वोल्टेज या विद्युत क्षेत्र के परिवर्तन के माध्यम से आउटपुट प्रकाश के अपवर्तनांक, अवशोषण, आयाम या चरण को नियंत्रित करता है। यह नुकसान, बिजली की खपत, गति और एकीकरण के मामले में अन्य प्रकार के मॉड्यूलेटर से बेहतर है, और वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मॉड्यूलेटर भी है। ऑप्टिकल ट्रांसमिशन, ट्रांसमिशन और रिसेप्शन की प्रक्रिया में, ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर का उपयोग प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, और इसकी भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है।

प्रकाश मॉडुलन का उद्देश्य वांछित संकेत या प्रेषित सूचना को रूपांतरित करना है, जिसमें "पृष्ठभूमि संकेत को समाप्त करना, शोर को समाप्त करना और हस्तक्षेप-रोधी" कार्य शामिल है, ताकि प्रक्रिया करना, संचारित करना और पता लगाना आसान हो सके।

मॉड्यूलेशन के प्रकारों को दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि प्रकाश तरंग पर सूचना कहां लोड की जाती है:

एक है विद्युत संकेत द्वारा मॉड्यूलेटेड प्रकाश स्रोत की ड्राइविंग शक्ति; दूसरा है सीधे प्रसारण को मॉड्यूलेट करना।

पूर्व का उपयोग मुख्य रूप से ऑप्टिकल संचार के लिए किया जाता है, और बाद का उपयोग मुख्य रूप से ऑप्टिकल सेंसिंग के लिए किया जाता है। संक्षेप में: आंतरिक मॉड्यूलेशन और बाहरी मॉड्यूलेशन।

मॉडुलन विधि के अनुसार, मॉडुलन का प्रकार है:

1) तीव्रता मॉडुलन;

2) चरण मॉडुलन;

3) ध्रुवीकरण मॉड्यूलेशन;

4) आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य मॉडुलन।

1.1, तीव्रता मॉडुलन

प्रकाश तीव्रता मॉडुलन, मॉडुलन वस्तु के रूप में प्रकाश की तीव्रता है, बाह्य कारकों का उपयोग प्रकाश संकेत के डीसी या धीमी गति से परिवर्तन को प्रकाश संकेत के तेज आवृत्ति परिवर्तन में मापने के लिए किया जाता है, ताकि एसी आवृत्ति चयन एम्पलीफायर का उपयोग प्रवर्धन के लिए किया जा सके, और फिर लगातार मापी जाने वाली राशि।

1.2, चरण मॉडुलन

प्रकाश तरंगों के चरण को बदलने के लिए बाह्य कारकों का उपयोग करने और चरण परिवर्तनों का पता लगाकर भौतिक राशियों को मापने के सिद्धांत को ऑप्टिकल चरण मॉडुलन कहा जाता है।

प्रकाश तरंग का चरण प्रकाश प्रसार की भौतिक लंबाई, प्रसार माध्यम के अपवर्तनांक और उसके वितरण द्वारा निर्धारित होता है, अर्थात, चरण मॉडुलन को प्राप्त करने के लिए उपरोक्त मापदंडों को बदलकर प्रकाश तरंग के चरण में परिवर्तन उत्पन्न किया जा सकता है।

क्योंकि प्रकाश डिटेक्टर आम तौर पर प्रकाश तरंग के चरण के परिवर्तन को नहीं समझ सकता है, हमें बाहरी भौतिक राशियों का पता लगाने के लिए चरण परिवर्तन को प्रकाश की तीव्रता के परिवर्तन में बदलने के लिए प्रकाश की हस्तक्षेप तकनीक का उपयोग करना चाहिए, इसलिए, ऑप्टिकल चरण मॉड्यूलेशन में दो भाग शामिल होने चाहिए: एक प्रकाश तरंग के चरण परिवर्तन को उत्पन्न करने का भौतिक तंत्र है; दूसरा प्रकाश का हस्तक्षेप है।

1.3. ध्रुवीकरण मॉडुलन

प्रकाश मॉड्यूलेशन प्राप्त करने का सबसे सरल तरीका दो ध्रुवीकरणों को एक दूसरे के सापेक्ष घुमाना है। मालस के प्रमेय के अनुसार, आउटपुट प्रकाश की तीव्रता I=I0cos2α है

जहां: I0 दो ध्रुवकों द्वारा पारित प्रकाश की तीव्रता को दर्शाता है जब मुख्य तल सुसंगत होता है; अल्फा दो ध्रुवकों के मुख्य तलों के बीच के कोण को दर्शाता है।

1.4 आवृत्ति और तरंगदैर्ध्य मॉडुलन

प्रकाश की आवृत्ति या तरंगदैर्घ्य को बदलने के लिए बाह्य कारकों का उपयोग करने तथा प्रकाश की आवृत्ति या तरंगदैर्घ्य में परिवर्तन का पता लगाकर बाह्य भौतिक राशियों को मापने के सिद्धांत को प्रकाश की आवृत्ति और तरंगदैर्घ्य मॉडुलन कहा जाता है।