ElModulador Mach-Zehnder(Modulador MZ) és un dispositiu important per modular senyals òptics basat en el principi d'interferència. El seu principi de funcionament és el següent: a la branca en forma de Y a l'extrem d'entrada, la llum d'entrada es divideix en dues ones de llum i entra en dos canals òptics paral·lels per a la transmissió respectivament. El canal òptic està fet de materials electroòptics. Aprofitant el seu efecte fotoelèctric, quan el senyal elèctric aplicat externament canvia, es pot alterar l'índex de refracció del seu propi material, donant lloc a diferents diferències de trajectòria òptica entre els dos feixos de llum que arriben a la branca en forma de Y a l'extrem de sortida. Quan els senyals òptics dels dos canals òptics arriben a la branca en forma de Y a l'extrem de sortida, es produirà convergència. A causa dels diferents retards de fase dels dos senyals òptics, es produeix interferència entre ells, convertint la informació de diferència de fase transportada pels dos senyals òptics en la informació d'intensitat del senyal de sortida. Per tant, la funció de modular senyals elèctrics sobre portadors òptics es pot aconseguir controlant diversos paràmetres de la tensió de càrrega del modulador March-Zehnder.
Els paràmetres bàsics deModulador MZ
Els paràmetres bàsics del modulador MZ afecten directament el rendiment del modulador en diversos escenaris d'aplicació. Entre ells, els paràmetres òptics i elèctrics importants són els següents.
Paràmetres òptics:
(1) Amplada de banda òptica (amplada de banda de 3 db): el rang de freqüències quan l'amplitud de la resposta de freqüència disminueix en 3 db respecte al valor màxim, amb la unitat Ghz. L'amplada de banda òptica reflecteix el rang de freqüències del senyal quan el modulador funciona normalment i és un paràmetre per mesurar la capacitat de transport d'informació de la portadora òptica a lamodulador electroòptic.
(2) Relació d'extinció: la relació entre la potència òptica màxima de sortida del modulador electroòptic i la potència òptica mínima, amb la unitat de dB. La relació d'extinció és un paràmetre per avaluar la capacitat de commutació electroòptica d'un modulador.
(3) Pèrdua de retorn: La relació entre la potència de la llum reflectida a l'extrem d'entrada delmoduladora la potència lumínica d'entrada, amb la unitat de dB. La pèrdua de retorn és un paràmetre que reflecteix la potència incident reflectida de tornada a la font del senyal.
(4) Pèrdua d'inserció: la relació entre la potència òptica de sortida i la potència òptica d'entrada d'un modulador quan arriba a la seva potència de sortida màxima, sent la unitat dB. La pèrdua d'inserció és un indicador que mesura la pèrdua de potència òptica causada per la inserció d'una ruta òptica.
(5) Potència òptica d'entrada màxima: Durant l'ús normal, la potència òptica d'entrada del modulador MZM ha de ser inferior a aquest valor per evitar danys al dispositiu, amb la unitat de mW.
(6) Profunditat de modulació: es refereix a la relació entre l'amplitud del senyal de modulació i l'amplitud de la portadora, generalment expressada com a percentatge.
Paràmetres elèctrics:
Tensió de mitja ona: es refereix a la diferència de voltatge necessària perquè la tensió de conducció canviï el modulador de l'estat apagat a l'estat activat. La potència òptica de sortida del modulador MZM varia contínuament amb el canvi de tensió de polarització. Quan la sortida del modulador genera una diferència de fase de 180 graus, la diferència en la tensió de polarització corresponent al punt mínim adjacent i al punt màxim és la tensió de mitja ona, amb la unitat de V. Aquest paràmetre està determinat per factors com el material, l'estructura i el procés, i és un paràmetre inherent aModulador MZM.
(2) Tensió de polarització de CC màxima: Durant l'ús normal, la tensió de polarització d'entrada de MZM ha de ser inferior a aquest valor per evitar danys al dispositiu. La unitat és V. La tensió de polarització de CC s'utilitza per controlar l'estat de polarització del modulador per complir amb els diferents requisits de modulació.
(3) Valor màxim del senyal de radiofreqüència: Durant l'ús normal, el senyal elèctric de radiofreqüència d'entrada del MZM ha de ser inferior a aquest valor per evitar danys al dispositiu. La unitat és V. Un senyal de radiofreqüència és un senyal elèctric que s'ha de modular sobre una portadora òptica.
Data de publicació: 16 de juny de 2025