02modulateur électro-optiqueetmodulation électro-optiquepeigne de fréquence optique
L'effet électro-optique fait référence à l'effet selon lequel l'indice de réfraction d'un matériau change lorsqu'un champ électrique est appliqué. Il existe deux principaux types d'effet électro-optique. L'un est l'effet électro-optique principal, également connu sous le nom d'effet Pokels, qui fait référence au changement linéaire de l'indice de réfraction du matériau avec le champ électrique appliqué. L'autre est l'effet électro-optique secondaire, également connu sous le nom d'effet Kerr, dans lequel la modification de l'indice de réfraction du matériau est proportionnelle au carré du champ électrique. La plupart des modulateurs électro-optiques sont basés sur l'effet Pokels. En utilisant le modulateur électro-optique, nous pouvons moduler la phase de la lumière incidente, et sur la base de la modulation de phase, grâce à une certaine conversion, nous pouvons également moduler l'intensité ou la polarisation de la lumière.
Il existe plusieurs structures classiques différentes, comme le montre la figure 2. (a), (b) et (c) sont toutes des structures à modulateur unique avec une structure simple, mais la largeur de ligne du peigne de fréquence optique généré est limitée par l'électro-optique. bande passante. Si un peigne de fréquence optique avec une fréquence de répétition élevée est requis, deux modulateurs ou plus sont nécessaires en cascade, comme le montre la figure 2 (d) (e). Le dernier type de structure qui génère un peigne de fréquence optique est appelé résonateur électro-optique, qui est le modulateur électro-optique placé dans le résonateur, ou le résonateur lui-même peut produire un effet électro-optique, comme le montre la figure 3.
FIGUE. 2 Plusieurs dispositifs expérimentaux de génération de peignes de fréquences optiques basés surmodulateurs électro-optiques
FIGUE. 3 Structures de plusieurs cavités électro-optiques
03 Caractéristiques du peigne de fréquence optique à modulation électro-optique
Premier avantage : la possibilité de réglage
Étant donné que la source de lumière est un laser à large spectre accordable et que le modulateur électro-optique possède également une certaine bande passante de fréquence de fonctionnement, le peigne de fréquence optique de modulation électro-optique est également accordable en fréquence. En plus de la fréquence accordable, puisque la génération de forme d'onde du modulateur est accordable, la fréquence de répétition du peigne de fréquence optique résultant est également accordable. Il s’agit d’un avantage que n’ont pas les peignes de fréquence optique produits par les lasers à mode verrouillé et les micro-résonateurs.
Deuxième avantage : la fréquence de répétition
Le taux de répétition est non seulement flexible, mais peut également être atteint sans changer l'équipement expérimental. La largeur de ligne du peigne de fréquence optique de modulation électro-optique est à peu près équivalente à la bande passante de modulation, la bande passante générale du modulateur électro-optique commercial est de 40 GHz et la fréquence de répétition du peigne de fréquence optique de modulation électro-optique peut dépasser la bande passante du peigne de fréquence optique générée. par toutes les autres méthodes sauf le micro résonateur (qui peut atteindre 100GHz).
Avantage 3 : mise en forme spectrale
Par rapport au peigne optique produit par d'autres moyens, la forme du disque optique du peigne optique modulé électro-optique est déterminée par un certain nombre de degrés de liberté, tels que le signal radiofréquence, la tension de polarisation, la polarisation incidente, etc., qui peuvent être utilisé pour contrôler l’intensité des différents peignes afin d’atteindre l’objectif de mise en forme spectrale.
04 Application du peigne de fréquence optique du modulateur électro-optique
Dans l'application pratique du peigne de fréquence optique du modulateur électro-optique, il peut être divisé en spectres à peigne simple et double. L'espacement des lignes d'un spectre à peigne unique est très étroit, ce qui permet d'obtenir une grande précision. Dans le même temps, comparé au peigne de fréquence optique produit par un laser à mode verrouillé, le dispositif du peigne de fréquence optique du modulateur électro-optique est plus petit et mieux réglable. Le spectromètre à double peigne est produit par l'interférence de deux peignes simples cohérents avec des fréquences de répétition légèrement différentes, et la différence de fréquence de répétition correspond à l'espacement des lignes du nouveau spectre du peigne d'interférence. La technologie du peigne à fréquence optique peut être utilisée dans l'imagerie optique, la télémétrie, la mesure d'épaisseur, l'étalonnage des instruments, la mise en forme du spectre de forme d'onde arbitraire, la photonique radiofréquence, la communication à distance, la furtivité optique, etc.
FIGUE. 4 Scénario d'application du peigne de fréquence optique : prendre comme exemple la mesure du profil de balle à grande vitesse
Heure de publication : 19 décembre 2023