Coherent Electro-Optic Modulator

動作原理

Coherent 変調器Coherent 、ナノ秒単位の速度で動作可能な電圧制御型波長板として機能します。電気光学変調器内の結晶は、大きな電界にさらされると複屈折性を示し、入射光の方向や偏光屈折率 。 電気光学変調器は、印加される電界に比例して複屈折を示すようになり、この現象はポッケルス効果または線形電気光学効果として知られている。そのため、Coherent 変調器は一般にポッケルスセルと呼ばれる。

通過する光の位相をπ（波長の半分）だけずらすために必要な電圧は、半波電圧（_Vπ）として知られています。 実際には、これにより直線偏光の偏光方向が90度回転します。電気光学変調器の場合、9.36μmの入射光に対する半波長電圧は9.5kVです。半波長電圧は入射波長 正比例します。波長が長いほど半波長変調に達するために必要な電圧は大きくなり、波長が短いほど必要な電圧は小さくなります。

直線偏光をナノ秒単位で90度回転させる機能により、このデバイスは直交する偏光フィルターの間に配置することで、超高速光学シャッターとして使用することが可能になります。電気光学変調器の基本的な動作図は以下の通りです：

偏光子-EOS-偏光子システムの透過率は、次の式で表される：

ここで、Tは透過率、Vπ は半波長電圧である。この式は、反射、吸収、散乱、回折損失を考慮していない。

デバイスの操作

インストール

1. TFP-Bを使用してビームを減衰させる
2. TFP-Bの光学調整を行う
3. TFP-Bを使用して伝送レーザー出力を最小限に抑え、回転をロックする
4. TFP-AをTFP-Bに対してほぼ直交するように設定する
5. 十分な光が通るまでTFP-Aを回転させ、光学的に位置合わせを行う
6. TFP-Aの光学調整を行う
7. EOSをインストールし、光学調整を行う
8. EOSを削除する
9. TFP-A（TFP-Bに対して直交）を使用して伝送レーザー出力を最小化し、回転をロックする
10. EOSを置き換える
11. 冷却装置をEOSおよびHVドライバーに接続する
12. 高電圧電源と高電圧ドライバが、同じ接地プレーンに接地されていることを確認してください
13. 高電圧電源を高電圧ドライバに接続する
14. HVドライバーをEOSに接続する
15. TTL/制御信号をHVドライバに接続する
16. ACをHVドライバーに接続する
17. システムの設定が完了しました

検証

HV OFF、EOS 切断、ドライバー ON、制御信号 ON、かつ接続されている状態：

• オシロスコープのプローブをドライバの出力付近に配置します。TTL信号の立ち上がりおよび立ち下がりの際に、プローブがEMIやノイズを検出するはずです（オシロスコープの設定は、電圧表示範囲を最小、サンプリングレートを最大にしてください）。立ち上がりおよび立ち下がりの位置を特定しやすくするために、TTLジェネレータの別の出力をオシロスコープに接続しておくと便利です。
• EMI／ノイズ信号が確認されない場合は、接続、電源、およびアースを確認してください。それでも問題が解決しない場合は、Coherent .までご連絡ください。

同期

位置合わせと確認が完了したら、電気パルスをレーザーパルスと同期させる必要があります。

HVがOFF、EOSが光路から外れて接続されていない状態、ドライバがON、制御信号がオンで接続されている場合：

• 高速光検出器をオシロスコープの1つのチャンネル（適切な減衰設定を施した上で）に接続し、もう一方のプローブをドライバの出力付近に配置します。 
• HVドライバの立ち上がり／立ち下がり時間によって生じるEMI／ノイズが、所望の出力光検出器と一致するまで、ドライバへの制御信号の遅延を調整します。これにより、HVパルスを光パルスに合わせて調整することが、はるかに容易になるはずです。

EOSの位置合わせと接続が完了し、ドライバーがON、制御信号がONかつ接続されている状態：

• 高電圧を投入する前に、電圧設定ポテンショメータを最小値に回してください
• 高速光検出器をオシロスコープの1つのチャンネルに接続する（適切な光減衰器を使用すること）
• 電圧の設定値をフルスケールの約4分の1まで上げてください。光学信号が確認できるはずです。確認できた場合は、希望する出力に合わせて電気パルスの幅と遅延を微調整してください。光学信号が検出されない場合は、レーザーパルスが検出されるまで、EOSの遅延をゆっくりと調整してください。

操作

電気パルスがレーザーパルスと同期すれば、システムの使用準備が整います。

EOSシステムは、制御入力が5V信号でトリガーされると送信を行います。パルス幅および周波数は、指定された安全動作範囲内で必要に応じて調整可能です。EOSの性能は、パルス幅および周波数に若干の影響を受けます。動作におけるパルス幅および周波数への依存性についてご質問がある場合は、Coherent お問い合わせください。

トラブルシューティング