Modulador de fase de 1000 nm de baixa Vπ, tolerância de alta potência, design de polarização única para sensores de fibra e comunicações ópticas

Introdução ao produto

Um modulador de fase baseado em guias de onda ópticos retos pode modular a fase das ondas de luz através de sinais elétricos aplicados ao dispositivo.Fornecemos guias de ondas ópticas de polarização única (guias de ondas de troca de prótons) fabricadas utilizando a tecnologia de troca de prótons aquecida (APE), que apresentam um elevado limiar de potência óptica e excelente estabilidade de polarização.

O modulador de fase de 1000 nm pode ser categorizado em moduladores de fase de baixa frequência (por exemplo, 100 MHz) e moduladores de fase de alta frequência (por exemplo, 1 GHz), dependendo da frequência de operação.

Os moduladores de fase de baixa frequência utilizam uma estrutura de modulação de eletrodos agrupados de alta impedância, tornando-os adequados para aplicações que exigem baixas frequências de modulação (por exemplo, DC a 100 MHz).

Os moduladores de fase de alta frequência empregam uma estrutura de eletrodo de onda de viagem coplanar de impedância de 50Ω, otimizada para altas frequências de modulação (por exemplo, 1 ‰ 10 GHz).

O modulador de fase de 1000 nm apresenta baixa perda de inserção, baixa tensão de condução e alta estabilidade, tornando-o ideal para aplicações em sensores de fibra óptica, comunicações ópticas,ligações fotónicas de microondas, combinação de feixe de laser coerente, e muito mais.

Princípio de funcionamento

Mecanismo principal: Efeito Electro-óptico

Quando um sinal elétrico é aplicado aos eletrodos do modulador, ele cria um campo elétrico dentro do guia de ondas óptico trocado por prótons (feito de materiais como niobato de lítio).

Este campo elétrico altera ligeiramente o índice de refração do guia de ondas (uma propriedade que rege a velocidade de propagação da luz).

À medida que a luz atravessa o guia de ondas, sua fase muda proporcionalmente à tensão aplicada e ao comprimento de interação do eletrodo.

Variações de projeto para faixas de frequência

• Modulador de fase de baixa frequência (por exemplo, 100 MHz):

Utiliza uma estrutura de elétrodos agrupados onde o elétrodo é curto e simples.

O campo elétrico afeta uniformemente todo o guia de ondas, tornando-o eficiente para sinais lentos ou estáticos (por exemplo, DC a 100 MHz).

Ideal para controlo de precisão em aplicações como sensores de fibra óptica ou sistemas de regulação lenta.

• Modulador de fase de alta frequência (por exemplo, 1 GHz):

Emprega um eletrodo de ondas de viagem concebido como uma linha de transmissão de alta velocidade (impedência correspondente a 50Ω).

O sinal elétrico viaja ao longo do eletrodo em sincronia com a onda de luz, minimizando o desajuste de atraso do sinal.

Permite modulação de fase ultra rápida para aplicações de alta frequência como fotônica de microondas ou radar a laser.

Principais vantagens de desempenho

Alta potência de manuseio: o guia de ondas de troca de prótons (APE) resiste a danos ópticos mesmo sob potência laser intensa.

Polarização estável: o guia de ondas suporta apenas uma polarização, evitando interferências de mudanças indesejadas de polarização.

Eficiência: a baixa tensão de accionamento e a perda óptica mínima garantem uma operação eficiente em termos energéticos.

Aplicações

Sensores de fibra óptica

• Sensores acústicos/vibrações distribuídos (DAS/DVS):Permite a detecção em tempo real de vibrações ou de tensões em longas faixas de fibra para monitorização de infraestruturas (por exemplo, oleodutos, ferrovias).

- Não.

Comunicações ópticas

• Transmissão óptica coerente:Suporta formatos de modulação codificados por fase (por exemplo, QPSK, 16-QAM) para transmissão de dados de alta capacidade em redes de telecomunicações.
• Sistemas LiDAR:Permite a direção de feixe baseada em fase ou o chirping de frequência para LiDAR automotivo/industrial com resolução melhorada.
• Vantagem:Os moduladores de alta frequência (até 10 GHz) permitem o processamento de sinal ultra-rápido em ligações ópticas de próxima geração.

Fotônica de Microondas

• Ligações fotónicas de microondas:Converte sinais de microondas em domínios ópticos com distorção mínima, crítico para radar, comunicações por satélite e sistemas sem fio 5G/6G.
• Processamento de sinal óptico:Facilitar a filtragem baseada em fase, linhas de atraso ou mistura de frequências para condicionamento de sinal analógico/RF.
• Vantagem:O design do eletrodo de onda de viagem garante uma ampla largura de banda e uma correspondência de impedância para conversão RF-óptica de alta fidelidade.

Sistemas a laser

• Combinação de feixe coerente:Sincroniza vários feixes de laser para obter saídas de alta potência e difração limitada para aplicações industriais de corte ou defesa.

Tecnologias Quânticas

• Distribuição de Chave Quântica (QKD):Modula as fases de fóton para protocolos de comunicação quântica seguros.
• Computação Quântica Óptica:Controla qubits fotónicos em circuitos quânticos integrados.
• Vantagem:A operação de baixa tensão de acionamento reduz a complexidade do sistema e o consumo de energia.

Biofotônica e Imagem Médica

• Tomografia de coerência óptica (OCT):Melhora a profundidade e a resolução da imagem em diagnósticos médicos (por exemplo, exames de retina).
• Vantagem:A estabilidade da polarização garante uma qualidade de imagem consistente nos tecidos biológicos.

Especificações técnicas

Desenhos mecânicos

Perguntas frequentes

P:Quais são as aplicações típicas?

A:Sensores de fibra óptica: Sensores acústicos distribuídos (DAS), medições interferométricas

LiDAR: Modulação de frequência codificada por fase para resolução melhorada

Comunicação quântica: modulação de fase de fóton na distribuição de chave quântica (QKD)

Fotónica de microondas: rádio sobre fibra (RoF), processamento de sinais de radar

P:Quais são as suas principais vantagens?
A:Baixa tensão de accionamento (voltagem de meia onda Vπ ≤3,0V @100MHz)

Alta estabilidade de polarização (ratio de extinção ≥ 20 dB)

Compatibilidade em largura de frequência (baxa frequência: DC ¥100MHz; alta frequência: 1 ¥10GHz)

Tolerância de potência óptica elevada (potência de entrada ≤ 100 mW)