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光変調器は、光線を変調するために使用される装置です。光線は自由空間で運ばれるか、光導波路(光ファイバー) を通じて伝播します。操作される光線のパラメータに応じて、変調器は振幅変調器、位相変調器、偏光変調器などに分類されます。光線の強度を変調する最も簡単な方法は、レーザーダイオードなどの光源を駆動する電流を変調することです。この種の変調は、光変調器によって実行される外部変調とは対照的に、直接変調と呼ばれます。このため、光変調器は、たとえば光ファイバー通信では、外部光変調器と呼ばれます。
狭い線幅が要求されるレーザー ダイオードでは、レーザーに電流を流したり除去したりするときに高帯域幅の「チャーピング」効果が発生するため、直接変調は回避されます。
光変調器は、通常絶対零度よりわずかに高い低温でのみ正常に動作する超伝導体で使用されます。光変調器は、電磁石内の電流によって運ばれる情報を光に変換します。[1]
光変調器の分類
光線を変調するために使用される材料の特性に応じて、変調器は吸収型変調器と屈折型変調器の 2 つのグループに分けられます。吸収型変調器では材料の吸収係数が変化し、屈折型変調器では材料の 屈折率が変化します。
変調器内の材料の吸収係数は、フランツ・ケルディッシュ効果、量子閉じ込めシュタルク効果、励起子吸収、フェルミ準位の変化、または自由キャリア濃度の変化によって操作できます。通常、このような効果が複数同時に現れる場合、その変調器は電気吸収型変調器と呼ばれます。
屈折変調器は、ほとんどの場合、電気光学効果を利用します。一部の変調器は、音響光学効果または磁気光学効果を利用したり、液晶の偏光変化を利用したりします。屈折変調器は、それぞれの効果によって、電気光学変調器、音響光学変調器などと名付けられています。上記のいずれかのタイプの屈折変調器の効果は、光線の位相を変更することです。位相変調は、干渉計または方向性結合器を使用して振幅変調に変換できます。
変調器の別の例として、空間光変調器 (SLM) があります。SLM の役割は、光波の振幅および/または位相の 2 次元分布を変更することです。
参照
参考文献
- ^ 「磁気光学変調器は次世代の超伝導体ベースのコンピュータの開発を促進する可能性がある」。2022年9月26日。