चार सामान्य मॉड्यूलेटर का अवलोकन

चार सामान्य मॉड्यूलेटर का अवलोकन

यह पेपर चार मॉड्यूलेशन विधियों (नैनोसेकंड या सबननोसेकंड टाइम डोमेन में लेजर आयाम को बदलना) का परिचय देता है जो आमतौर पर फाइबर लेजर सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। इनमें AOM (Acousto-Optic मॉड्यूलेशन), EOM (इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन), SOM/ शामिल हैंएसओए(सेमीकंडक्टर लाइट प्रवर्धन भी सेमीकंडक्टर मॉड्यूलेशन के रूप में जाना जाता है), औरप्रत्यक्ष लेजर मॉडुलन। उनमें से, एओएम,ईओएम, एसओएम बाहरी मॉड्यूलेशन, या अप्रत्यक्ष मॉड्यूलेशन से संबंधित हैं।

1। Acousto-Optic मॉड्यूलेटर (AOM)

ACOUSTO-OPTIC मॉड्यूलेशन एक भौतिक प्रक्रिया है जो ऑप्टिकल वाहक पर जानकारी लोड करने के लिए Acousto-Optic प्रभाव का उपयोग करती है। मॉड्यूलेट करते समय, विद्युत संकेत (आयाम मॉड्यूलेशन) को पहले इलेक्ट्रो-ध्वनिक ट्रांसड्यूसर पर लागू किया जाता है, जो विद्युत संकेत को अल्ट्रासोनिक क्षेत्र में परिवर्तित करता है। जब प्रकाश तरंग ध्वन-ऑप्टिक माध्यम से गुजरती है, तो ऑप्टिकल वाहक को संशोधित किया जाता है और एक तीव्रता मॉड्यूलेटेड लहर बन जाती है

2. इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल न्यूनाधिक(ईओएम)

एक इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर एक मॉड्यूलेटर है जो कुछ इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टल के इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभावों का उपयोग करता है, जैसे कि लिथियम नेओबेट क्रिस्टल (LINB03), GAAS क्रिस्टल (GAAS) और लिथियम टेंटलेट क्रिस्टल (LITA03)। इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव यह है कि जब वोल्टेज को इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टल पर लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टल का अपवर्तक सूचकांक बदल जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल की हल्की तरंग विशेषताओं में परिवर्तन होता है, और ऑप्टिकल सिग्नल के चरण, आयाम, तीव्रता और ध्रुवीकरण की स्थिति का एहसास होता है।

चित्रा: ईओएम ड्राइवर सर्किट का विशिष्ट विन्यास

3। सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर/सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर (एसओएम/एसओए)

सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर (SOA) का उपयोग आमतौर पर ऑप्टिकल सिग्नल प्रवर्धन के लिए किया जाता है, जिसमें चिप, कम बिजली की खपत, सभी बैंडों के लिए समर्थन, आदि के फायदे हैं, और EDFA जैसे पारंपरिक ऑप्टिकल एम्पलीफायरों के लिए एक भविष्य का विकल्प है (पर्बियम-डोपेड फाइबर एम्पलीफायर)। एक अर्धचालक ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर (एसओएम) एक सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर के रूप में एक ही उपकरण है, लेकिन जिस तरह से इसका उपयोग किया जाता है वह जिस तरह से एक पारंपरिक एसओए एम्पलीफायर के साथ उपयोग किया जाता है, उससे थोड़ा अलग होता है, और यह उस पर ध्यान केंद्रित करता है जब इसका उपयोग प्रकाश मॉड्यूलेटर के रूप में किया जाता है, जो एक एम्पलीफायर के रूप में उपयोग किए जाने वाले लोगों से थोड़ा अलग होता है। जब ऑप्टिकल सिग्नल प्रवर्धन के लिए उपयोग किया जाता है, तो एक स्थिर ड्राइविंग करंट आमतौर पर SOA को प्रदान किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि SOA रैखिक क्षेत्र में काम करता है; जब इसका उपयोग ऑप्टिकल दालों को संशोधित करने के लिए किया जाता है, तो यह SOA में निरंतर ऑप्टिकल सिग्नल को इनपुट करता है, SOA ड्राइव करंट को नियंत्रित करने के लिए विद्युत दालों का उपयोग करता है, और फिर SOA आउटपुट राज्य को प्रवर्धन/क्षीणन के रूप में नियंत्रित करता है। SOA प्रवर्धन और क्षीणन विशेषताओं का उपयोग करते हुए, यह मॉड्यूलेशन मोड धीरे -धीरे कुछ नए अनुप्रयोगों, जैसे कि ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग, LIDAR, OCT मेडिकल इमेजिंग और अन्य क्षेत्रों पर लागू किया गया है। विशेष रूप से कुछ परिदृश्यों के लिए जिन्हें अपेक्षाकृत उच्च मात्रा, बिजली की खपत और विलुप्त होने के अनुपात की आवश्यकता होती है।

4। लेजर डायरेक्ट मॉड्यूलेशन भी लेजर बायस करंट को सीधे नियंत्रित करके ऑप्टिकल सिग्नल को भी संशोधित कर सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, एक 3 नैनोसेकंड पल्स चौड़ाई प्रत्यक्ष मॉड्यूलेशन के माध्यम से प्राप्त की जाती है। यह देखा जा सकता है कि पल्स की शुरुआत में एक स्पाइक है, जिसे लेजर वाहक की छूट के बारे में लाया जाता है। यदि आप लगभग 100 picoseconds की एक पल्स प्राप्त करना चाहते हैं, तो आप इस स्पाइक का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन आमतौर पर हम यह स्पाइक नहीं करना चाहते हैं।

अंदाज़ करना

AOM कुछ वाट्स में ऑप्टिकल पावर आउटपुट के लिए उपयुक्त है और इसमें एक आवृत्ति शिफ्ट फ़ंक्शन है। EOM तेज है, लेकिन ड्राइव जटिलता अधिक है और विलुप्त होने का अनुपात कम है। SOM (SOA) GHz गति और उच्च विलुप्त होने के अनुपात के लिए इष्टतम समाधान है, जिसमें कम बिजली की खपत, लघुकरण और अन्य सुविधाएँ हैं। डायरेक्ट लेजर डायोड सबसे सस्ता समाधान हैं, लेकिन वर्णक्रमीय विशेषताओं में बदलाव के बारे में जानते हैं। प्रत्येक मॉड्यूलेशन योजना के अपने फायदे और नुकसान होते हैं, और योजना चुनते समय आवेदन की आवश्यकताओं को सही ढंग से समझना महत्वपूर्ण है, और प्रत्येक योजना के फायदे और नुकसान से परिचित होना, और सबसे उपयुक्त योजना का चयन करना। उदाहरण के लिए, वितरित फाइबर सेंसिंग में, पारंपरिक एओएम मुख्य है, लेकिन कुछ नए सिस्टम डिजाइनों में, एसओए योजनाओं का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है, कुछ पवन लिडार पारंपरिक योजनाएं दो-चरण एओएम का उपयोग करती हैं, लागत को कम करने, आकार को कम करने और विलुप्त होने के अनुपात में सुधार करने के लिए नई योजना डिजाइन, एसओए योजना को अपनाया जाता है। संचार प्रणाली में, कम गति प्रणाली आमतौर पर प्रत्यक्ष मॉड्यूलेशन योजना को अपनाती है, और उच्च गति प्रणाली आमतौर पर इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन योजना का उपयोग करती है।