इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब क्या है? भाग दो

02इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरऔरइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशनऑप्टिकल आवृत्ति कंघी

विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव से तात्पर्य उस प्रभाव से है जिसमें विद्युत क्षेत्र लगाने पर किसी पदार्थ का अपवर्तनांक बदल जाता है। विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव दो मुख्य प्रकार के होते हैं: पहला प्राथमिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, जिसे पोकेल्स प्रभाव भी कहा जाता है, जिसमें लगाए गए विद्युत क्षेत्र के साथ पदार्थ के अपवर्तनांक में रैखिक परिवर्तन होता है। दूसरा द्वितीयक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, जिसे केर प्रभाव भी कहा जाता है, जिसमें पदार्थ के अपवर्तनांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के वर्ग के समानुपाती होता है। अधिकांश विद्युत-प्रकाशिक मॉड्युलेटर पोकेल्स प्रभाव पर आधारित होते हैं। विद्युत-प्रकाशिक मॉड्युलेटर का उपयोग करके, हम आपतित प्रकाश के चरण को मॉड्युलेट कर सकते हैं, और चरण मॉड्युलेशन के आधार पर, एक निश्चित रूपांतरण के माध्यम से, हम प्रकाश की तीव्रता या ध्रुवीकरण को भी मॉड्युलेट कर सकते हैं।

चित्र 2 में दर्शाए गए अनुसार कई अलग-अलग शास्त्रीय संरचनाएं हैं। (a), (b) और (c) सभी सरल संरचना वाली एकल मॉड्यूलेटर संरचनाएं हैं, लेकिन उत्पन्न ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी की रेखा चौड़ाई इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल बैंडविड्थ द्वारा सीमित होती है। यदि उच्च पुनरावृति आवृत्ति वाली ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी की आवश्यकता होती है, तो चित्र 2(d)(e) में दर्शाए अनुसार दो या अधिक मॉड्यूलेटरों को कैस्केड में लगाना आवश्यक होता है। ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी उत्पन्न करने वाली अंतिम प्रकार की संरचना को इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रेज़ोनेटर कहा जाता है, जिसमें इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर को रेज़ोनेटर में रखा जाता है, या रेज़ोनेटर स्वयं इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव उत्पन्न कर सकता है, जैसा कि चित्र 3 में दर्शाया गया है।

चित्र 2. ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी उत्पन्न करने के लिए कई प्रायोगिक उपकरण, जो निम्नलिखित पर आधारित हैं:इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर

चित्र 3. कई विद्युत-प्रकाशिक गुहाओं की संरचनाएँ
03 इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी विशेषताएँ

पहला फायदा: अनुकूलन क्षमता

चूंकि प्रकाश स्रोत एक ट्यूनेबल वाइड-स्पेक्ट्रम लेजर है, और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर की भी एक निश्चित ऑपरेटिंग आवृत्ति बैंडविड्थ है, इसलिए इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब भी आवृत्ति ट्यूनेबल है। ट्यूनेबल आवृत्ति के अलावा, मॉड्यूलेटर के वेवफॉर्म जनरेशन के ट्यूनेबल होने के कारण, परिणामी ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब की पुनरावृति आवृत्ति भी ट्यूनेबल होती है। यह एक ऐसा लाभ है जो मोड-लॉक्ड लेजर और माइक्रो-रेजोनेटर द्वारा उत्पादित ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब में नहीं होता है।

दूसरा लाभ: दोहराव की आवृत्ति

पुनरावृति दर न केवल लचीली है, बल्कि प्रायोगिक उपकरण को बदले बिना भी इसे प्राप्त किया जा सकता है। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब की लाइन चौड़ाई लगभग मॉड्यूलेशन बैंडविड्थ के बराबर होती है। सामान्य व्यावसायिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की बैंडविड्थ 40GHz होती है, और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब की पुनरावृति आवृत्ति माइक्रो रेज़ोनेटर को छोड़कर अन्य सभी विधियों द्वारा उत्पन्न ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब बैंडविड्थ (जो 100GHz तक पहुँच सकती है) से अधिक हो सकती है।

लाभ 3: स्पेक्ट्रल शेपिंग

अन्य तरीकों से उत्पादित ऑप्टिकल कॉम्ब की तुलना में, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटेड ऑप्टिकल कॉम्ब का ऑप्टिकल डिस्क आकार कई स्वतंत्रता की डिग्री द्वारा निर्धारित होता है, जैसे कि रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल, बायस वोल्टेज, आपतित ध्रुवीकरण, आदि, जिसका उपयोग विभिन्न कॉम्बों की तीव्रता को नियंत्रित करने और स्पेक्ट्रल शेपिंग के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

04 इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब के व्यावहारिक अनुप्रयोग में, इसे एकल और दोहरे कॉम्ब स्पेक्ट्रम में विभाजित किया जा सकता है। एकल कॉम्ब स्पेक्ट्रम की लाइन स्पेसिंग बहुत संकीर्ण होती है, जिससे उच्च सटीकता प्राप्त की जा सकती है। साथ ही, मोड-लॉक्ड लेज़र द्वारा उत्पन्न ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब की तुलना में, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब का उपकरण छोटा और बेहतर ट्यून करने योग्य होता है। दोहरा कॉम्ब स्पेक्ट्रोमीटर दो सुसंगत एकल कॉम्बों के व्यतिकरण द्वारा उत्पन्न होता है जिनकी पुनरावृति आवृत्तियाँ थोड़ी भिन्न होती हैं, और पुनरावृति आवृत्ति में अंतर नए व्यतिकरण कॉम्ब स्पेक्ट्रम की लाइन स्पेसिंग होती है। ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब तकनीक का उपयोग ऑप्टिकल इमेजिंग, रेंजिंग, मोटाई मापन, उपकरण अंशांकन, मनमाना तरंग स्पेक्ट्रम आकारीकरण, रेडियो फ़्रीक्वेंसी फोटोनिक्स, दूरस्थ संचार, ऑप्टिकल स्टील्थ आदि में किया जा सकता है।

चित्र 4 ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब का अनुप्रयोग परिदृश्य: उच्च गति वाली गोली के प्रोफ़ाइल के मापन को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए।