Quelques facteurs optiques concernant l’affectation du modulateur
La communication multicanaux de différents systèmes doit prendre en compte les informations combinées provenant de différents canaux, la transmission du signal via une liaison par fibre optique et la séparation d'un récepteur monovoie avant leur acheminement vers leur destination. L'application IO dans ce domaine consiste donc à fournir le multiplexeur optique, méthode de modulation et de routage. Ces différentes fonctions peuvent être liées à la division du faisceau, au commutateur, aux modulateurs, au filtre, à la source et au détecteur. Mais maintenant, cet article se concentrera sur le modulateur.
Bien que les limitations imposées par la modulation du courant continu des lasers à injection à semi-conducteurs limitent actuellement la modulation maximale réalisable, plus de 100 GH2 ont été démontrés. En outre, avec la plupart des lasers à injection, la modulation de courant à haute vitesse crée également une modulation indésirable en longueur d'onde, ce qui pose des problèmes aux systèmes utilisant le multiplexage en longueur d'onde. Ainsi, pour étendre la capacité de bande passante des systèmes à fibres monomodes, il est nécessaire de disposer d’une modulation à haute vitesse pouvant être fournie par des modulateurs d’intensité de guides d’onde IO.
De plus, une grande variété de modulateurs à prédominance électro-optique ont été rapportés, lesquels présentent de bonnes caractéristiques. Par exemple, un important modulateur de guide d'ondes est basé sur un interféromètre à branche Y qui utilise le déphasage optique produit par l'effet électro-optique. Lorsque le champ électrique est appliqué transversalement à la direction de propagation optique. Optique et photonique intégrées, un modulateur de phase à guide d'ondes en niobate de lithium conçu pour fonctionner à une longueur d'onde de 1,3 µm a une longueur de 2 cm et une distance entre les électrodes de 25 µm.
La propriété électro-optique peut être utilisée dans un modulateur d'intensité interférométrique. Le dispositif comprend deux jonctions en Y qui donnent une division égale de la puissance optique d'entrée. En l'absence de potentiel appliqué aux électrodes, la puissance optique d'entrée est divisée en deux bras à la première jonction en Y et arrive à la deuxième jonction en Y en phase, ce qui donne une intensité maximale à la sortie du guide d'ondes. Cette condition correspond à l'état activé. En variante, lorsqu'un potentiel est appliqué aux électrodes, qui fonctionnent en mode push-pull sur les deux bras de l'interféromètre, un changement de phase différentiel est créé entre les signaux dans les deux bras. La recombinaison ultérieure des signaux provoque une interférence constructive ou destructive dans le guide d'ondes de sortie. Le processus a donc pour effet de convertir la modulation de phase en modulation d'intensité. Un déphasage de π entre les deux bras indique l'état inactif du dispositif.
Il a été démontré que les modulateurs interférométriques à grande vitesse incorporaient des guides d'ondes en niobate de lithium. Une largeur de bande de modulation de 100 GHz a été signalée pour un interféromètre utilisant une tension marche / arrêt inférieure à 5V. Des dispositifs similaires incorporant des électrodes sur un seul bras peuvent être utilisés en tant que commutateurs et sont généralement appelés commutateurs interférométriques à pont équilibré. Un modulateur interférométrique basé sur des guides d’ondes plans a également démontré ses performances en tant qu’atténuateur de puissance optique. Ce dispositif, appelé atténuateur optique variable (VOA), est utile dans les réseaux à division de longueur d’onde. Dans sa forme la plus simple, VOA atténue un modulateur interférométrique à jonction Y basé sur l’interféromètre de Mach – Zehnder. L'optique intégrée et la photonique ont la puissance du signal optique jusqu'à un niveau souhaité, ce qui peut être nécessaire pour contrôler les niveaux de puissance optique avant les amplificateurs optiques et les récepteurs, ou pour l'égalisation de canal.
Une plage d'atténuation typique obtenue à partir d'un tel VOA est comprise entre 0 et 20 dB, tandis que des dispositifs spécifiques peuvent fournir une atténuation supérieure jusqu'à 38 dB. Le VOA fournissant ce niveau d'atténuation élevé peut être utilisé, par exemple, pour bloquer un canal WDM. Des modulateurs utiles peuvent également être obtenus en utilisant l'effet acousto-optique. Ces dispositifs, qui dévient un faisceau lumineux, sont basés sur la diffraction de la lumière produite par une onde acoustique se propageant dans un milieu transparent. L'onde acoustique produit une variation périodique de densité le long de son trajet, ce qui entraîne des modifications correspondantes de l'indice de réfraction dans le milieu dues à l'effet photoélastique. Par conséquent, un réseau de diffraction de phase optique mobile est produit dans le milieu. Tout faisceau de lumière traversant le milieu et traversant le trajet de l'onde acoustique est diffracté par cette phase passant de l'ordre zéro aux modes d'ordre supérieur.
Un module de déflexion acousto-optique IO consiste en un film mince piézoélectrique sur le substrat du guide d'onde optique. Tels que le titane à la surface de la diffusion du lithium ou étalée vers l'extérieur. Une émission acoustique est parallèle au guide d’ondes pour former une onde acoustique de surface (SAW), dont la plupart se concentrent sur une énergie d’onde acoustique de grande profondeur dans le champ de la surface. Onde est composée notamment d'électrodes parallèles qui est déposée sur le substrat de fourche fait référence au système d'électrodes. Il est guidé par l’interaction des guides d’ondes en couches minces et assure une déviation du faisceau lumineux, à la fois énergétique et acoustique. La déviation du modulateur de faisceau de lumière du guide d'ondes dépend en partie de la largeur de l'efficacité de production d'énergie et de SAW, qui est également une quantité limitée d'interaction entre la longueur du dispositif. Bien que l'efficacité de la diffraction soit généralement inférieure (moins de 20%), le rapport marche / arrêt de la diffraction est très élevé. En conséquence, ils fournissent des dispositifs de commutation efficaces et le modulateur d'amplitude ou de fréquence.
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