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激光調制技術介紹 - 筱曉光子小課堂

來源:筱曉(上海)光子技術有限公司   2024年01月31日 17:31  

激光是一種頻率更高的電磁波,它具有很好相干性,所以可以像無線電(收音機、電視等)一樣作為傳遞信息的載波。

由激光“攜帶”的信息(包括語言、文字、圖像、符號等)通過一定的傳輸通道(大氣、光纖等)送到接收器,再由光接收器鑒別并還原成原來的信息。

這種將信息加載于激光的過程稱之為調制,而實現了這個調制過程的器件就叫調制器。被調制的激光稱為載波,調制激光的低頻信息稱為調制波。

按調制發生的位置,可以將激光調制分為內調制和外調制。這個內和外指的是激光諧振腔的內外。


調制如果是在腔內發生的,等于是在激光激發的過程中同時調制了,那就是內調制。


調制如果是在腔外發生的,也就是在激光激發輻射后再用調制器進行調制,那就是外調制了。



問:內調制具體有什么方法可以實現呢?


舉個我們最熟悉的例子,半導體激光器電流調制。以下是我們公司的一款DFB激光二極管的功率-電流曲線圖(綠色曲線)。


我們可以看到,注入的電流越大,激光二極管輸出的光功率就越高。這是一種電泵浦激光器,電流就代表泵浦的能量。


如果將調制波以電流信號的形式注入DFB二極管,那么輸出的光功率值就附帶了調制的信息,這就是內調制。


這種調制方法結構簡單,效率高,不過調制帶寬收到激光諧振腔的限制。


外調制就很好理解了,激光形成之后,在激光器外的光路上放置調制器,用調制信號改變調制器的物理特性,當激光通過調制器時,就會使光波的某參量受到調制。


另外,按照激光的調制目標,可以分為幅度調制、頻率調制、相位調制。




幅度調制就是載波的振幅隨著調制信號的規律而變化,其幅度調制的表達式為:


實現幅度調制的方法,有上文提到過的激光二極管內調制法,配合我們的激光器驅動就可以實現。也可以使用EOM強度調制器,AOM(模擬款)。




頻率調制和相位調制分別以調制信號去改變激光振蕩的頻率和相位,調制完波形如下圖所示:


調制實現的方法有很多種,聲光晶體、電光晶體、PZT拉伸、電流調制等等,基本可以實現對光波各個參數的控制,加載調制信息。


下方我們附帶了對應的調制器鏈接:

產品圖片
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產品鏈接

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