Introducción al principio del modulador de interferencia M-Z del modulador óptico
Los moduladores electroópticos (EOM) se fabrican utilizando los efectos electroópticos de ciertos cristales electroópticos, como el niobato de litio (LiNbO3), el arseniuro de galio (GaAs) y el tantalato de litio (LiTaO3). La modulación electroóptica se basa en el efecto electroóptico lineal (efecto Pulke), que es un efecto en el que el índice de refracción de la guía de ondas óptica es proporcional al cambio del campo eléctrico externo. El cambio lineal en el índice de refracción de la guía de ondas óptica en el modulador de fase causado por el efecto electroóptico provoca un cambio de fase de la onda de luz que pasa a través de la guía de ondas, logrando así la modulación de fase. La modulación de fase simple no puede modular la intensidad de la luz. Sin embargo, un modulador de tipo interferómetro Mach-Zehnder que consta de dos moduladores de fase y dos guías de onda de rama Y puede modular la intensidad de la luz.
La estructura del modulador ritual de interferencia M-Z se muestra en la Figura 1. La onda de luz de entrada se divide en dos haces iguales en una rama Y después de pasar por una sección del camino óptico y se transmite a través de dos guías de ondas ópticas respectivamente. La guía de ondas óptica está hecha de materiales electroópticos y su índice de refracción cambia con el. magnitud del voltaje aplicado, de modo que los dos haces. Cuando las señales ópticas llegan al segundo minuto Y respectivamente, se genera una diferencia de fase. Si la diferencia de trayectoria óptica entre los dos haces de luz es un múltiplo entero de la longitud de onda, los dos haces de luz se cancelarán coherentemente y la salida del modulador será muy pequeña. Por tanto, la señal óptica se puede modular controlando el voltaje.
Para varios tipos de moduladores de alta velocidad, se debe considerar principalmente la limitación de frecuencia de las señales de alta frecuencia. Para ello, la señal de modulación de alta frecuencia se puede introducir en forma de ondas viajeras para garantizar. que la onda de luz y la modulación en el modulador electroóptico. Los campos eléctricos tienen la misma velocidad. En la actualidad, la mayoría de los moduladores utilizados en sistemas de alta velocidad y larga distancia son moduladores electroópticos de electrodos de ondas viajeras basados en interferómetros M-Z. Este modulador tiene las siguientes ventajas:
(1) Al utilizar electrodos de onda progresiva, puede alcanzar una alta velocidad de funcionamiento;
(2) Utilizar material de niobato de litio (LiNbO3) como combinación de el modulador M-Z fabricado en sustrato y el láser DFB (láser de retroalimentación distribuida) hacen que el chirrido de frecuencia de la señal modulada sea muy pequeño;
(3) La dependencia de la longitud de onda del rendimiento es muy pequeña.
Para las redes ópticas del futuro, la integración es una tendencia de desarrollo inevitable y los requisitos de tamaño del dispositivo son cada vez más estrictos. Los polímeros orgánicos son reconocidos como los nuevos materiales ópticos no lineales más desafiantes en la actualidad y se están convirtiendo en el foco de atención debido a sus propias ventajas. Los moduladores electroópticos orgánicos fabricados a partir de materiales electroópticos poliméricos desempeñarán un papel cada vez más importante en los campos futuros de las comunicaciones ópticas y el procesamiento de información óptica.