전기 광학 변조기 란 무엇입니까?

전기 광학 변조기 (EOM)는 전기 신호를 통해 광 신호의 전력, 위상 또는 분극을 제어하는 ​​장치입니다. 핵심 원리는 선형 전기 광학 효과 (Pockels Effect)를 기반으로합니다. 이 효과는 적용된 전기장이 비선형 결정의 굴절률 변화에 비례하여 광학 신호의 효과적인 제어를 달성한다는 점에서 나타납니다.

일부 변조기는 또한 흡수 변화를 통한 변조를 달성하는 Franz-Keldysh 효과에 기초한 전기 흡수 조절기와 같은 다른 전기 광학 효과를 사용합니다. 전형적인 전기 광학 조절기 구조에는 Pockels 장치 및 보조 광학 요소 (예 : 편광기)가 포함됩니다. 이의 물질에는 칼륨 디 하이드로 겐 포스페이트 (KDP) 및 리튬 니오 베이트 (Linbo₃)와 같은 무기 결정 및 특수 편광 폴리머가 포함됩니다. 다른 재료는 다른 전력 및 주파수 요구 사항에 적합합니다.

위상 변조기는 전기장을 통해 레이저 빔의 위상 지연을 변화시키는 가장 간단한 유형의 전기 광학 조절기입니다. 편광 상태를 안정적으로 유지하려면 입력 편광이 결정 광축과 정렬되어야합니다. 이 유형의 변조기는 종종 광학 공진기의 주파수 모니터링 및 안정화 또는 고정 주파수 정현파 변조가 필요한 시나리오에서 높은 변조 깊이를 달성하는 데 사용됩니다. 그러나, 전기 광학 조절기는 광학 주파수의 연속 선형 변화를지지 할 수 없기 때문에 주파수 변조가 제한적이다.

편광 변조기는 결정 방향 또는 전기장 방향을 조정하고 전압을 사용하여 웨이브 플레이트 특성을 제어함으로써 출력 라이트의 편광 상태를 변화시킨다. 예를 들어, 입력이 선형 편광 라이트 인 경우, 출력은 타원형 편광 또는 선형 편광 방향의 90 ° 회전을 나타낼 수 있습니다. 임의의 드라이브 신호와 결합하여, 반 주파수 효과를 달성 할 수 있습니다. 진폭 변조는 일반적으로 Pockels 셀 및 편광기와 함께 완료되며, 이는 편광 상태를 변경함으로써 전송 된 빛의 강도에 영향을 미칩니다. 또 다른 기술 경로는 Mach-Zehnder 간섭계를 사용하여 위상 변조를 진폭 변조로 변환하는 것입니다. 이 방법은 위상 안정성 이점으로 인해 통합 광학에서 널리 사용됩니다.

또한, 전기 광학 변조기는 또한 빠른 스위칭을 통해 펄스 선택 또는 레이저 캐비티 덤프 기능을 달성하기위한 광학 스위치로서 사용될 수있다. 온도 드리프트는 변조기 응용 분야에서주의를 기울여야하는 문제입니다. 열 영향으로 인해 작동 지점이 변동이 발생할 수 있으며, 이는 자동 바이어스 전압 보상 또는 아테르 말 설계 (예 : 이중 포크 셀 또는 4 개의 결정 구조) 사용에 의해 상쇄되어야합니다.

전기 광학 변조기는 응용 프로그램 요구 사항에 따라 공진 장치 및 광대역 장치로 나눌 수 있습니다. 공진 장치는 LC 회로를 사용하여 고정 주파수에서 효율적인 변조를 달성하지만 유연성은 제한적입니다. 광대역 장치는 넓은 주파수 범위를 지원하며 소규모 캡틴 셀 셀 또는 이동 파 구조를 통한 고주파 응답의 최적화가 필요합니다. 이동파 변조기는 광파 및 전자 레인지의 위상 속도를 일치시킴으로써 Gigahertz 대역에서 효율적인 변조를 달성 할 수 있습니다. 신흥 유형으로서 Plasmon 변조기는 SPP (Surface Plasmon Polaritons)를 사용하여 고속 및 저전력 작동을 달성하여 고유 한 전위를 보여줍니다. 전기 광학 변조기를 선택할 때 여러 주요 속성을 포괄적으로 고려해야합니다. 조리개 크기는 높은 전력 요구 사항과 일치해야하며 결정 품질 및 전극 지오메트리는 변조의 균일성에 영향을 미칩니다. 비선형 효과 및 분산은 Ultrashort 펄스 응용에서 주목해야합니다. 편광 유지 능력, 위상 및 진폭 변조의 교차 효과 및 압전 효과로 인한 기계적 진동도 평가되어야합니다.

또한 열 관리, 반사 방지 필름 품질 및 광 경로 설계는 삽입 손실 및 장기 안정성에 중요합니다. 전자 드라이버의 일치도 중요하며 변조기 커패시턴스 및 구동 전압 요구 사항에 따라 설계해야합니다. 호환성을 보장하기 위해 변조기와 동일한 공급 업체로부터 구매하는 것이 좋습니다. 전기 광학 변조기는 레이저 전력 변조 (예 : 고속 광학 통신 및 레이저 인쇄), 레이저 주파수 안정화 (예 : 파운드 드리버 홀 방법), 고체 레이저의 Q- 스위치 및 활성 모드 잠금, 펄스 선택 및 재생성 증폭기를 포함한 광범위한 응용 분야를 갖는다. 빠른 반응과 고정밀 특성으로 인해 현대적인 광자 기술에서 필수적인 구성 요소가됩니다. 앞으로 재료 및 통합 기술의 발전으로 전기 광학 조절기는 더 최첨단 응용 분야에서 중요한 역할을 할 것입니다.