O que é um modulador Mach-Zehnder?

OModulador Mach-ZehnderO modulador MZ (Modulador de March-Zehnder) é um dispositivo importante para modular sinais ópticos com base no princípio da interferência. Seu princípio de funcionamento é o seguinte: na ramificação em forma de Y na entrada, a luz incidente é dividida em duas ondas e transmitida por dois canais ópticos paralelos. O canal óptico é feito de materiais eletro-ópticos. Aproveitando o efeito fotoelétrico, quando um sinal elétrico externo é aplicado, o índice de refração do material também se altera, resultando em diferentes diferenças de caminho óptico entre os dois feixes de luz que chegam à ramificação em forma de Y na saída. Quando os sinais ópticos nos dois canais ópticos chegam à ramificação em forma de Y na saída, ocorre a convergência. Devido aos diferentes atrasos de fase dos dois sinais ópticos, ocorre interferência entre eles, convertendo a informação de diferença de fase carregada pelos dois sinais ópticos em informação de intensidade do sinal de saída. Portanto, a função de modular sinais elétricos em portadores ópticos pode ser alcançada controlando-se diversos parâmetros da tensão de carga do modulador de March-Zehnder.

Os parâmetros básicos deModulador MZ

Os parâmetros básicos do modulador MZ afetam diretamente o desempenho do modulador em diversos cenários de aplicação. Entre eles, os parâmetros ópticos e elétricos importantes são os seguintes.

Parâmetros ópticos:

(1) Largura de banda óptica (largura de banda de 3 dB): A faixa de frequência na qual a amplitude da resposta em frequência diminui em 3 dB a partir do valor máximo, em GHz. A largura de banda óptica reflete a faixa de frequência do sinal quando o modulador está operando normalmente e é um parâmetro para medir a capacidade de transmissão de informações da portadora óptica.modulador eletro-óptico.

(2) Razão de extinção: A razão entre a potência óptica máxima emitida pelo modulador eletro-óptico e a potência óptica mínima, em dB. A razão de extinção é um parâmetro para avaliar a capacidade de comutação eletro-óptica de um modulador.

(3) Perda de retorno: A razão entre a potência da luz refletida na extremidade de entrada domoduladorA potência luminosa de entrada é medida em dB. A perda de retorno é um parâmetro que reflete a potência incidente refletida de volta para a fonte do sinal.

(4) Perda de inserção: A relação entre a potência óptica de saída e a potência óptica de entrada de um modulador quando este atinge sua potência máxima de saída, com a unidade sendo dB. A perda de inserção é um indicador que mede a perda de potência óptica causada pela inserção de um caminho óptico.

(5) Potência óptica máxima de entrada: Durante o uso normal, a potência óptica de entrada do modulador MZM deve ser menor que este valor para evitar danos ao dispositivo, sendo a unidade mW.

(6) Profundidade de modulação: Refere-se à razão entre a amplitude do sinal de modulação e a amplitude da portadora, geralmente expressa em porcentagem.

Parâmetros elétricos:

Tensão de meia onda: Refere-se à diferença de tensão necessária para que a tensão de acionamento ligue o modulador, passando do estado desligado para o estado ligado. A potência óptica de saída do modulador MZM varia continuamente com a mudança da tensão de polarização. Quando a saída do modulador gera uma diferença de fase de 180 graus, a diferença na tensão de polarização correspondente ao ponto mínimo adjacente e ao ponto máximo é a tensão de meia onda, com unidade de V. Este parâmetro é determinado por fatores como material, estrutura e processo de fabricação, sendo um parâmetro inerente ao modulador.Modulador MZM.

(2) Tensão máxima de polarização CC: Durante o uso normal, a tensão de polarização de entrada do MZM deve ser menor que este valor para evitar danos ao dispositivo. A unidade é V. A tensão de polarização CC é usada para controlar o estado de polarização do modulador para atender a diferentes requisitos de modulação.

(3) Valor máximo do sinal de RF: Durante o uso normal, o sinal elétrico de RF de entrada do MZM deve ser menor que este valor para evitar danos ao dispositivo. A unidade é V. Um sinal de radiofrequência é um sinal elétrico que deve ser modulado em uma portadora óptica.