Modulador óptico

Un modulador óptico es un dispositivo que se utiliza para modular un haz de luz . El haz puede transmitirse por el espacio libre o propagarse a través de una guía de onda óptica ( fibra óptica ). Según el parámetro del haz de luz que se manipula, los moduladores se pueden clasificar en moduladores de amplitud, moduladores de fase, moduladores de polarización, etc. La forma más sencilla de obtener la modulación de la intensidad de un haz de luz es modular la corriente que alimenta la fuente de luz, por ejemplo, un diodo láser . Este tipo de modulación se denomina modulación directa , a diferencia de la modulación externa que realiza un modulador de luz. Por esta razón, los moduladores de luz, por ejemplo, en las comunicaciones por fibra óptica , se denominan moduladores de luz externos .

En el caso de los diodos láser, donde se requiere un ancho de línea estrecho, se evita la modulación directa debido a un efecto de "chirp" de alto ancho de banda que se produce al aplicar y retirar la corriente al láser.

Los moduladores ópticos se utilizan con superconductores que funcionan correctamente solo a bajas temperaturas, generalmente justo por encima del cero absoluto . Los moduladores ópticos convierten la información transportada por una corriente eléctrica en un electroimán en luz. ^{[ 1 ]}

Según las propiedades del material utilizado para modular el haz de luz, los moduladores se dividen en dos grupos: moduladores absorbentes y moduladores refractivos . En los moduladores absorbentes se modifica el coeficiente de absorción del material, mientras que en los moduladores refractivos se modifica el índice de refracción del material.

El coeficiente de absorción del material en el modulador puede manipularse mediante el efecto Franz-Keldysh , el efecto Stark de confinamiento cuántico , la absorción excitónica, cambios en el nivel de Fermi o cambios en la concentración de portadores libres. Generalmente, si varios de estos efectos aparecen simultáneamente, el modulador se denomina modulador electroabsorbente.

Los moduladores refractivos suelen utilizar el efecto electroóptico . Algunos emplean el efecto acustoóptico o magnetoóptico , o aprovechan los cambios de polarización en cristales líquidos . Su nombre se basa en el efecto que producen: moduladores electroópticos, moduladores acustoópticos, etc. El efecto de un modulador refractivo, independientemente del tipo mencionado, es cambiar la fase de un haz de luz. Esta modulación de fase se puede convertir en modulación de amplitud mediante un interferómetro o un acoplador direccional.

Un caso aparte de moduladores son los moduladores espaciales de luz (SLM). La función de un SLM es modificar la distribución bidimensional de amplitud y/o fase de una onda óptica.

• Modulador acustoóptico
• Modulador de electroabsorción
• Modulador electroóptico que aprovecha el efecto electroóptico.