modulateur optique, utilisé pour contrôler l'intensité de la lumière, classification électro-optique, thermo-optique, acousto-optique, tout optique, théorie de base de l'effet électro-optique.
Le modulateur optique est un dispositif optique intégré essentiel pour les communications optiques à haut débit et courte portée. Selon son principe de modulation, on distingue les modulateurs de lumière électro-optiques, thermo-optiques, acousto-optiques et tout optiques. Ils reposent sur différentes formes d'effets : électro-optique, acousto-optique, magnéto-optique, effet Franz-Keldysh, effet Stark à puits quantique et effet de dispersion des porteurs.
Lemodulateur électro-optiqueUn modulateur optique est un dispositif qui régule l'indice de réfraction, l'absorptivité, l'amplitude ou la phase de la lumière émise en modifiant la tension ou le champ électrique. Il surpasse les autres types de modulateurs en termes de pertes, de consommation d'énergie, de rapidité et d'intégration, et reste le modulateur le plus répandu actuellement. Lors de la transmission et de la réception optiques, le modulateur optique permet de contrôler l'intensité lumineuse ; son rôle est donc primordial.
La modulation de la lumière a pour but de transformer le signal souhaité ou l'information transmise, notamment en « éliminant le signal de fond, le bruit et les interférences », afin de faciliter son traitement, sa transmission et sa détection.
Les types de modulation peuvent être divisés en deux grandes catégories selon l'endroit où l'information est chargée sur l'onde lumineuse :
L'une consiste à moduler la puissance de la source lumineuse par le signal électrique ; l'autre consiste à moduler directement la diffusion.
La première est principalement utilisée pour les communications optiques, et la seconde pour la détection optique. En résumé : modulation interne et modulation externe.
Selon la méthode de modulation, le type de modulation est :
3) Modulation de polarisation ;
4) Modulation de fréquence et de longueur d'onde.
1.1, modulation d'intensité
La modulation d'intensité lumineuse consiste à moduler l'intensité lumineuse en utilisant des facteurs externes pour mesurer la variation continue ou lente du signal lumineux en une variation de fréquence plus rapide du signal lumineux, afin que l'amplificateur de sélection de fréquence alternative puisse être utilisé pour amplifier, puis la quantité à mesurer en continu.
1.2, modulation de phase
Le principe consistant à utiliser des facteurs externes pour modifier la phase des ondes lumineuses et à mesurer des grandeurs physiques en détectant ces changements de phase est appelé modulation de phase optique.
La phase de l'onde lumineuse est déterminée par la longueur physique de la propagation de la lumière, l'indice de réfraction du milieu de propagation et sa distribution ; autrement dit, le changement de phase de l'onde lumineuse peut être généré en modifiant les paramètres ci-dessus pour réaliser une modulation de phase.
Étant donné que le détecteur de lumière ne peut généralement pas percevoir le changement de phase de l'onde lumineuse, nous devons utiliser la technologie d'interférence de la lumière pour transformer le changement de phase en un changement d'intensité lumineuse, afin de réaliser la détection de grandeurs physiques externes. Par conséquent, la modulation de phase optique doit comprendre deux parties : la première est le mécanisme physique de génération du changement de phase de l'onde lumineuse ; la seconde est l'interférence de la lumière.
1.3. Modulation de polarisation
La méthode la plus simple pour obtenir une modulation de la lumière consiste à faire tourner deux polariseurs l'un par rapport à l'autre. Selon le théorème de Malus, l'intensité lumineuse de sortie est I=I0cos2α
Où : I0 représente l'intensité lumineuse transmise par les deux polariseurs lorsque le plan principal est cohérent ; Alpha représente l'angle entre les plans principaux des deux polariseurs.
1.4 Modulation de fréquence et de longueur d'onde
Le principe consistant à utiliser des facteurs externes pour modifier la fréquence ou la longueur d'onde de la lumière et à mesurer des grandeurs physiques externes en détectant les changements de fréquence ou de longueur d'onde de la lumière est appelé modulation de fréquence et de longueur d'onde de la lumière.
Date de publication : 1er août 2023