ItuModulator Mach-Zehnder(Modulator MZ) adalah perangkat penting untuk memodulasi sinyal optik berdasarkan prinsip interferensi. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut: Pada cabang berbentuk Y di ujung input, cahaya input dibagi menjadi dua gelombang cahaya dan masuk ke dua saluran optik paralel untuk transmisi masing-masing. Saluran optik terbuat dari bahan elektro-optik. Dengan memanfaatkan efek fotolistriknya, ketika sinyal listrik eksternal berubah, indeks bias materialnya sendiri dapat diubah, sehingga menghasilkan perbedaan jalur optik antara kedua berkas cahaya yang mencapai cabang berbentuk Y di ujung output. Ketika sinyal optik di kedua saluran optik mencapai cabang berbentuk Y di ujung output, konvergensi akan terjadi. Karena perbedaan penundaan fase dari kedua sinyal optik, interferensi terjadi di antara keduanya, mengubah informasi perbedaan fase yang dibawa oleh kedua sinyal optik menjadi informasi intensitas sinyal output. Oleh karena itu, fungsi memodulasi sinyal listrik ke pembawa optik dapat dicapai dengan mengontrol berbagai parameter tegangan beban modulator March-Zehnder.
Parameter dasar dariModulator MZ
Parameter dasar modulator MZ secara langsung memengaruhi kinerja modulator dalam berbagai skenario aplikasi. Di antaranya, parameter optik dan parameter listrik yang penting adalah sebagai berikut.
Parameter optik:
(1) Lebar pita optik (lebar pita 3db): Rentang frekuensi ketika amplitudo respons frekuensi berkurang sebesar 3db dari nilai maksimum, dengan satuan GHz. Lebar pita optik mencerminkan rentang frekuensi sinyal ketika modulator beroperasi normal dan merupakan parameter untuk mengukur kapasitas pembawa informasi dari pembawa optik dimodulator elektro-optik.
(2) Rasio kepunahan: Rasio daya optik maksimum yang dihasilkan oleh modulator elektro-optik terhadap daya optik minimum, dengan satuan dB. Rasio kepunahan merupakan parameter untuk mengevaluasi kemampuan sakelar elektro-optik suatu modulator.
(3) Rugi balik: Rasio daya cahaya yang dipantulkan pada ujung masukanalat modulasiterhadap daya cahaya masukan, dengan satuan dB. Return loss adalah parameter yang mencerminkan daya insiden yang dipantulkan kembali ke sumber sinyal.
(4) Rugi penyisipan: Rasio daya optik keluaran terhadap daya optik masukan modulator ketika mencapai daya keluaran maksimumnya, dengan satuan dB. Rugi penyisipan merupakan indikator yang mengukur kehilangan daya optik yang disebabkan oleh penyisipan jalur optik.
(5) Daya optik masukan maksimum: Selama penggunaan normal, daya optik masukan Modulator MZM harus kurang dari nilai ini untuk mencegah kerusakan perangkat, dengan satuan mW.
(6) Kedalaman modulasi: Ini mengacu pada rasio amplitudo sinyal modulasi terhadap amplitudo pembawa, biasanya dinyatakan dalam persentase.
Parameter kelistrikan:
Tegangan setengah gelombang: Ini merujuk pada perbedaan tegangan yang dibutuhkan agar tegangan penggerak dapat mengalihkan modulator dari keadaan mati ke keadaan hidup. Daya optik keluaran Modulator MZM bervariasi secara kontinu dengan perubahan tegangan bias. Ketika keluaran modulator menghasilkan perbedaan fasa 180 derajat, perbedaan tegangan bias yang sesuai dengan titik minimum dan titik maksimum yang berdekatan adalah tegangan setengah gelombang, dengan satuan V. Parameter ini ditentukan oleh faktor-faktor seperti material, struktur, dan proses, dan merupakan parameter inheren dariModulator MZM.
(2) Tegangan bias DC maksimum: Selama penggunaan normal, tegangan bias input MZM harus kurang dari nilai ini untuk mencegah kerusakan perangkat. Satuannya adalah V. Tegangan bias DC digunakan untuk mengontrol keadaan bias modulator untuk memenuhi berbagai persyaratan modulasi.
(3) Nilai sinyal RF maksimum: Selama penggunaan normal, sinyal listrik RF masukan MZM harus kurang dari nilai ini untuk mencegah kerusakan perangkat. Satuannya adalah V. Sinyal frekuensi radio adalah sinyal listrik yang akan dimodulasi ke pembawa optik.
Waktu posting: 16 Juni 2025