ILModulatore Mach-ZehnderIl modulatore March-Zehnder (MZ Modulator) è un importante dispositivo per la modulazione di segnali ottici basato sul principio di interferenza. Il suo principio di funzionamento è il seguente: nel ramo a Y all'estremità di ingresso, la luce in ingresso viene divisa in due onde luminose ed entra in due canali ottici paralleli per la trasmissione. Il canale ottico è realizzato in materiali elettro-ottici. Sfruttando l'effetto fotoelettrico, quando il segnale elettrico applicato esternamente cambia, l'indice di rifrazione del suo stesso materiale può essere alterato, con conseguenti diverse differenze di cammino ottico tra i due fasci di luce che raggiungono il ramo a Y all'estremità di uscita. Quando i segnali ottici nei due canali ottici raggiungono il ramo a Y all'estremità di uscita, si verifica la convergenza. A causa dei diversi ritardi di fase dei due segnali ottici, si verifica un'interferenza tra di essi, convertendo le informazioni di differenza di fase trasportate dai due segnali ottici nelle informazioni di intensità del segnale di uscita. Pertanto, la funzione di modulazione dei segnali elettrici su portanti ottiche può essere ottenuta controllando vari parametri della tensione di carico del modulatore March-Zehnder.
I parametri di base diModulatore MZ
I parametri di base del modulatore MZ influenzano direttamente le prestazioni del modulatore in vari scenari applicativi. Tra questi, i parametri ottici ed elettrici più importanti sono i seguenti.
Parametri ottici:
(1) Larghezza di banda ottica (larghezza di banda 3db): la gamma di frequenza quando l'ampiezza della risposta in frequenza diminuisce di 3db dal valore massimo, con l'unità di misura Ghz. La larghezza di banda ottica riflette la gamma di frequenza del segnale quando il modulatore funziona normalmente ed è un parametro per misurare la capacità di trasporto delle informazioni della portante ottica nelmodulatore elettro-ottico.
(2) Rapporto di estinzione: rapporto tra la potenza ottica massima in uscita dal modulatore elettro-ottico e la potenza ottica minima, espresso in dB. Il rapporto di estinzione è un parametro per valutare la capacità di commutazione elettro-ottico di un modulatore.
(3) Perdita di ritorno: il rapporto tra la potenza della luce riflessa all'estremità di ingresso delmodulatorealla potenza luminosa in ingresso, espressa in dB. La perdita di ritorno è un parametro che riflette la potenza incidente riflessa verso la sorgente del segnale.
(4) Perdita di inserzione: rapporto tra la potenza ottica di uscita e la potenza ottica di ingresso di un modulatore quando raggiunge la sua massima potenza di uscita, misurata in dB. La perdita di inserzione è un indicatore che misura la perdita di potenza ottica causata dall'inserimento di un percorso ottico.
(5) Potenza ottica massima in ingresso: durante l'uso normale, la potenza ottica in ingresso del modulatore MZM deve essere inferiore a questo valore per evitare danni al dispositivo, con l'unità pari a mW.
(6) Profondità di modulazione: si riferisce al rapporto tra l'ampiezza del segnale di modulazione e l'ampiezza della portante, solitamente espressa in percentuale.
Parametri elettrici:
Tensione a semionda: si riferisce alla differenza di tensione richiesta dalla tensione di pilotaggio per commutare il modulatore dallo stato spento allo stato acceso. La potenza ottica in uscita del modulatore MZM varia continuamente con la variazione della tensione di polarizzazione. Quando l'uscita del modulatore genera una differenza di fase di 180 gradi, la differenza nella tensione di polarizzazione corrispondente al punto minimo e al punto massimo adiacenti è la tensione a semionda, con unità di misura V. Questo parametro è determinato da fattori quali materiale, struttura e processo, ed è un parametro intrinseco diModulatore MZM.
(2) Tensione di polarizzazione CC massima: durante il normale utilizzo, la tensione di polarizzazione in ingresso del modulatore MZM deve essere inferiore a questo valore per evitare danni al dispositivo. L'unità di misura è V. La tensione di polarizzazione CC viene utilizzata per controllare lo stato di polarizzazione del modulatore per soddisfare diversi requisiti di modulazione.
(3) Valore massimo del segnale RF: durante il normale utilizzo, il segnale elettrico RF in ingresso dell'MZM dovrebbe essere inferiore a questo valore per evitare danni al dispositivo. L'unità è V. Un segnale a radiofrequenza è un segnale elettrico che deve essere modulato su una portante ottica.
Data di pubblicazione: 16-06-2025