Un modulador óptico es un dispositivo que se utiliza para modular un haz de luz . El haz puede ser transportado por el espacio libre o propagado a través de una guía de ondas ópticas ( fibra óptica ). Dependiendo del parámetro de un haz de luz que se manipula, los moduladores pueden clasificarse en moduladores de amplitud, moduladores de fase, moduladores de polarización, etc. La forma más fácil 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 denomina modulación directa , a diferencia de la modulación externa realizada por un modulador de luz. Por esta razón, los moduladores de luz se denominan, por ejemplo, en las comunicaciones por fibra óptica , 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 "chirrido" de ancho de banda alto al aplicar y quitar 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 que se utiliza para modular el haz de luz, los moduladores se dividen en dos grupos: moduladores de absorción y moduladores de refracción . En los moduladores de absorción se modifica el coeficiente de absorción del material, mientras que en los moduladores de refracción 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 confinado cuánticamente , la absorción excitónica, los cambios en el nivel de Fermi o los cambios en la concentración de portadores libres. Por lo general, si aparecen varios de estos efectos juntos, el modulador se denomina modulador electroabsortivo.
Los moduladores refractivos suelen utilizar un efecto electroóptico . Algunos moduladores utilizan un efecto acústico-óptico o magneto-óptico 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 utilizando un interferómetro o un acoplador direccional.
Un caso aparte de moduladores son los moduladores espaciales de luz (SLM). La función de los SLM es modificar la distribución bidimensional de la amplitud y/o fase de una onda óptica.