מהו מודולטור מאך-זנדר

המודולטור מאך-זנדר(MZ Modulator) הוא מכשיר חשוב לוויסות אותות אופטיים המבוסס על עקרון ההפרעה. עקרון הפעולה שלו הוא כדלקמן: בענף בצורת Y בקצה הקלט, אור הקלט מחולק לשני גלי אור ונכנס לשני ערוצים אופטיים מקבילים להעברה בהתאמה. הערוץ האופטי עשוי מחומרים אלקטרו-אופטיים. על ידי ניצול האפקט הפוטואלקטרי שלו, כאשר האות החשמלי המופעל מבחוץ משתנה, ניתן לשנות את מקדם השבירה של החומר שלו, וכתוצאה מכך נוצרים הבדלים שונים בנתיב האופטי בין שתי אלומות האור המגיעות לענף בצורת Y בקצה המוצא. כאשר האותות האופטיים בשני הערוצים האופטיים מגיעים לענף בצורת Y בקצה המוצא, תתרחש התכנסות. עקב השהיות הפאזה השונות של שני האותות האופטיים, מתרחשת הפרעה ביניהם, הממירה את מידע הפרש הפאזה הנישא על ידי שני האותות האופטיים למידע עוצמה של אות המוצא. לכן, ניתן להשיג את פונקציית הוויסות של אותות חשמליים על גבי נושאי תנועה אופטיים על ידי שליטה בפרמטרים שונים של מתח הטעינה של מודולטור March-Zehnder.

הפרמטרים הבסיסיים שלמודולטור MZ

הפרמטרים הבסיסיים של מודולטור MZ משפיעים ישירות על ביצועי המודולטור בתרחישי יישומים שונים. ביניהם, הפרמטרים האופטיים והפרמטרים החשמליים החשובים הם כדלקמן.

פרמטרים אופטיים:

(1) רוחב פס אופטי (רוחב פס של 3db): טווח התדרים כאשר משרעת תגובת התדר יורדת ב-3db מהערך המקסימלי, כאשר היחידה היא גיגה-הרץ. רוחב פס אופטי משקף את טווח התדרים של האות כאשר המודולטור פועל כרגיל והוא פרמטר למדידת קיבולת נשיאת המידע של הגל האופטי ב...מודולטור אלקטרו-אופטי.

(2) יחס הכחדה: היחס בין תפוקת ההספק האופטי המקסימלית של המודולטור האלקטרו-אופטי להספק האופטי המינימלי, ביחידה dB. יחס ההכחדה הוא פרמטר להערכת יכולת המעבר האלקטרו-אופטי של מודולטור.

(3) אובדן החזרה: היחס בין עוצמת האור המוחזרת בקצה הקלט שלאִפְנָןלהספק האור הקלט, ביחידה dB. אובדן החזרה הוא פרמטר המשקף את הספק הכניסה המוחזר חזרה למקור האות.

(4) אובדן כניסה: היחס בין הספק האופטי ביציאה להספק האופטי בקלט של מודולטור כאשר הוא מגיע להספק היציאה המרבי שלו, כאשר היחידה היא dB. אובדן כניסה הוא אינדיקטור המודד את אובדן ההספק האופטי הנגרם מהכנסת נתיב אופטי.

(5) הספק אופטי קלט מקסימלי: במהלך שימוש רגיל, הספק הקלט האופטי של מודולטור ה-MZM צריך להיות נמוך מערך זה כדי למנוע נזק למכשיר, כאשר היחידה היא mW.

(6) עומק אפנון: מתייחס ליחס בין אמפליטודת אות האפנון לאמפליטודת נושא הגל, שבדרך כלל מבוטא באחוזים.

פרמטרים חשמליים:

מתח חצי גל: מתייחס להבדל המתח הנדרש כדי שמתח ההנעה יעביר את המודולטור ממצב כבוי למצב דלוק. הספק האופטי של המודלטור MZM משתנה באופן רציף עם שינוי מתח ההטיה. כאשר פלט המודולטור מייצר הפרש פאזה של 180 מעלות, ההפרש במתח ההטיה המתאים לנקודת המינימום הסמוכה ולנקודת המקסימום הוא מתח חצי גל, ביחידה V. פרמטר זה נקבע על ידי גורמים כמו חומר, מבנה ותהליך, והוא פרמטר אינהרנטי שלמודולטור MZM.

(2) מתח הטיה DC מקסימלי: במהלך שימוש רגיל, מתח ההטיה של הקלט של MZM צריך להיות נמוך מערך זה כדי למנוע נזק למכשיר. היחידה היא V. מתח ההטיה DC משמש לשליטה במצב ההטיה של המודולטור כדי לעמוד בדרישות אפנון שונות.

(3) ערך אות RF מקסימלי: במהלך שימוש רגיל, אות הקלט החשמלי של ה-MZM צריך להיות נמוך מערך זה כדי למנוע נזק למכשיר. היחידה היא V. אות תדר רדיו הוא אות חשמלי שיש לאפנן על גבי גל נושא אופטי.