Коммуникациялари техникуми оптик алоқа тизимлари

5.2. Оптик модуляторларнинг турлари. Электрооптик, акустооптик, магнитооптик, юпқа пардали ва ярим ўтказгичли оптик модуляторлар

Ёруғлик нурланишини ташқи ва ички модуляциялаш жараёнини амалга оширувчи қурилмаларни – оптик модуляторлар деб аталади. Уларнинг иш механизми оптик элтувчига таъсирнинг юқорида кўриб ўтилган турларидан биридан фойдаланишга асосланган бўлиши мумкин. Шунга кўра модуляторларнинг қуйидаги турлари мавжуд:

- оптик муҳитда содир бўладиган электрооптик жараёнлардан фойдаланишга асосланган электрооптик модуляторлар;
- оптик муҳитда содир бўладиган акустооптик жараёнлардан фойдаланишга асосланган акустооптик модуляторлар;
- оптик муҳитда содир бўладиган магнитооптик жараёнлардан фойдаланишга асосланган магнитооптик модуляторлар;
- ярим ўтказгичли тузилмаларда содир бўладиган электрооптик жараёнлардан фойдаланишга асосланган ярим ўтказгичли модуляторлар.


Электрооптик модуляторлар

Электрооптик модуляторнинг тузилиш схемаси юкоридаги расмда келтирилган кўринишга эга. Бу схемани Поккельс ячейкаси деб номланган кристални қутбланиш текислиги 90⁰ га фарқ қиладиган чизиқли қутблагич ва таҳлиллагич (анализатор)лар орасига жойлаштириш орқали шакллан- тирилади. Модуляторнинг иш приципи қуйидагича: Поккельс ячейкасига кучланиш қўйилмаган ҳолда у орқали ўтган нурнинг қутбланиш текислиги қўшимча тарзда бурилмайди ва киришдаги чизиқли қутблагич ёрдамида текислик бўйича қутбланган ёруғлик нури таҳлиллагич, демак, модулятор чиқишига ўтмайди.

5.2-расм. Чизиқли электрооптик ҳодиса асосида ишлайдиган
электрооптик модуляторнинг тузилиши.

Агар Поккельс ячейкасига қўйилган кучланиш унинг энг катта қийматигача оширилса, ячейка қутбланиш текислигини ўнгга буради. Натижада ячейка чиқишида қутблагич ва таҳлиллагичдаги ёруғлик нурининг қутбланиш текисликлари орасидаги бурчак амалда нолгача камайиб, кириш нурининг модулятор чиқишидан тўлиқ ўтиши таъминланади.

Расмдан кўринадики, модулятор кўндаланг турдаги (z┴Е) электрооптик эффекти – Поккельс эффекти асосида ишлайди. Бошқариш кучланиши Uбошқ., яъни электр майдон кучланганлиги Е ни ўзгартириб, чиқиш оптик сигнали фазасини кириш сигнали фазасига нисбатан силжитишга эришиш мумкин. Модуляторнинг чиқишига жойлаштирилган таҳлиллагич (анализатор) фаза ўзгаришларини нурланиш интенсивлигининг ўзгаришларига айлантириб беради.
Модулятор чиқишидаги нурланиш интенсивлиги, кристалдаги ютилиш жараёнини ҳисобга олмаганда, қуйидаги муносабат билан аниқланади:

I_чиқ.= I_кир.sin2 (π/2)(U_бошқ./Uλ/2), ( 5.6)

бу ерда I _чиқ. ва I_кир. – мос равишда модуляторнинг чиқиш ва киришидаги нурланиш интенсивлиги, U_бошқ – бошқариш кучланиши, Uλ/2 – ярим тўлқинли бошқариш кучланиши.

Модулятор тузилишини мақбуллаштириш ва интеграл оптик технологиянинг ютуқлари бу турдаги модуляторнинг турли хил қурилмаларда ва энг аввало SDH ваWDM тизимларида кенг қўллаш имконини беради.