Un modulador óptico es un dispositivo que se utiliza para modular un haz de luz . El haz puede transportarse por el espacio libre o propagarse a través de una guía de ondas óptica ( fibra óptica ). Dependiendo del parámetro de un haz de luz que se manipula, los moduladores se pueden clasificar en moduladores de amplitud, moduladores de fase, moduladores de polarización, etc. A menudo, la forma más sencilla de obtener la modulación de la intensidad de un haz de luz es modular la corriente que impulsa la fuente de luz. , por ejemplo un diodo láser . Este tipo de modulación se llama modulación directa , a diferencia de la modulación externa realizada por un modulador de luz. Por este motivo, los moduladores de luz se denominan, por ejemplo, en las comunicaciones por fibra óptica , moduladores de luz externos .
Con diodos láser donde se requiere un ancho de línea estrecho, se evita la modulación directa debido a un efecto de "chirrido" de alto ancho de banda al aplicar y retirar la corriente al láser.
Los moduladores ópticos se utilizan con superconductores que funcionan correctamente sólo a bajas temperaturas, generalmente justo por encima del cero absoluto . Los moduladores ópticos convierten en luz la información transportada por una corriente eléctrica en un electroimán . [1]
Según las propiedades del material que se utiliza para modular el haz de luz, los moduladores se dividen en dos grupos: moduladores absorbentes y moduladores refractivos . En los moduladores de absorción se cambia el coeficiente de absorción del material, en los moduladores de refracción se cambia 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 confinado cuánticamente , la absorción excitónica, los cambios en el nivel de Fermi o los cambios en la concentración de portador libre. Por lo general, si varios de estos efectos aparecen juntos, el modulador se denomina modulador electroabsortivo.
Los moduladores refractivos suelen utilizar un efecto electroóptico . Algunos moduladores utilizan un efecto acústico-óptico o un efecto magnetoóptico o aprovechan los cambios de polarización en los cristales líquidos . Los moduladores refractivos se denominan según el efecto respectivo: es decir, moduladores electroópticos, moduladores acústico-ópticos, etc. El efecto de un modulador refractivo de cualquiera de los tipos mencionados anteriormente es cambiar la fase de un haz de luz. La 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 de luz espacial (SLM). La función de SLM es modificar la distribución bidimensional de amplitud y/o fase de una onda óptica.