Profesjonalna wiedza

Bezpośrednio modulowany dioda laserowa

2025-03-10

Do modulowania mocy optycznej można użyć bezpośredniej modulowanej diody laserowej (DML).  W DML moc wyjściowa lasera jest dostosowywana poprzez zmianę prądu pompy w medium wzmocnienia lasera. Prąd pompy jest kontrolowany przez sygnał napędu elektrycznego. Ten typ systemu bezpośredniego wykrywania (DD) zwykle wykorzystuje kluczowe klucze (OOK). Innymi słowy, prąd pompy DML jest zmieniany za pomocą sygnałów binarnych.


Po transmisji i fotodetekcji światłowodowej odbiornik wykonuje odzyskiwanie zegara i ustawia odpowiednie progi, aby ustalić, czy odebrany symbol jest logiczny 0 lub 1.

Ogólnie rzecz biorąc, adaptacyjne filtrowanie cyfrowe nie jest używane; Jeśli istnieje zakłócenia intersymbolu, nie zostanie ona złagodzona przed decyzją symboli.

Dodatkowo, w przypadku transmisji na krótkich odległości, kodowanie korekcji błędów do przodu (FEC) zwykle nie jest używane.

Zaletą DML polega na wdrażaniu procesu modulacji w źródle laserowym, eliminując potrzebę sprzężenia optycznego między laserem a modulatorem.

Ta metoda może zminimalizować koszty produkcji i opakowania.

Systemy DD oparte na DML są odpowiednie dla systemów 10 GB/s.

Demonstracje badawcze i laboratoryjne pokazują, że DML może osiągnąć przepustowości przekraczające 50 GHz i może modulować dane z prędkością ponad 100 GB/s.

Jednak zastosowanie systemów DD opartych na DML jest głównie ograniczone przez ograniczony wskaźnik ekstynkcji DML i kwestie takie jak śpiew laserowy, który bezpośrednio zmienia częstotliwość lasera.

W przypadku systemów DD popularnym modulatorem zewnętrznym jest modulator elektrotekratyczny (EAM).

EAM są zwykle wytwarzane w postaci falowników półprzewodnikowych i wyposażone w elektrody do zastosowania pola elektrycznego prostopadłego do kierunku propagacji wiązki światła.

Zastosowane pole elektryczne zmienia optyczne spektrum absorpcji półprzewodnika (w ten sposób zmieniając moc wyjściową modulatora), właściwość znaną jako efekt Franz-Keldysh.

EAM mogą działać przy niskich napięciach napędowych (około 2 V) i zapewniać przepustowość przekraczającą 100 GHz.

Można je zintegrować z rozproszonymi laserami sprzężenia zwrotnego na tym samym chipie, a ta kombinacja lasera i EAM nazywana jest elektrycznie pochłanianym laserem modulatora (EML).

Chociaż EML mają lepsze wskaźniki ekstynkcji niż DML, nadal wytwarzają ćwierkanie modulacji.

Aby tego uniknąć, można zastosować modulatory Mach-Zehnder (MZM).

MZM to kolejny rodzaj zewnętrznego modulatora, który osiąga modulację intensywności poprzez połączenie dwóch fazowych modulatorów w konfiguracji interferometru Mach-Zehnder.

Korzystając z konfiguracji różnicowych lub push-pull, MZM mogą osiągnąć modulację bez ćwierkania.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept