Виконали:студенти групи О-12 б Холодніцька Марія Кирган Андрій

Винахід відноситься до способів модуляції оптичних сигналів. Електроабсорбційний модулятор містить хвилеводну структуру, що включає безліч секцій, при цьому кожна секція має різну заборонену зону і, щонайменше, один електрод для додатку до секції електричного зміщення. Оптичний сигнал, що проходить через хвилеводну структуру, модулюється з використанням безлічі секцій, виконаних з можливістю окремої адресації, шляхом подачі сигналу модуляції в одну або більше секцій і електричного зміщення однієї або більше секцій за допомогою напруги зміщення.

Хвилеводні електроабсорбційні модулятори є дуже компактними пристроями, придатними для модулювання світла зі швидкістю передачі даних 10 Гб / с і вище. Вони використовуються в оптичних мережах зв'язку з типовою дальністю дії в даний час 50 км з імовірним збільшенням до км в найближчому майбутньому. Оптимізовані пристрої можна застосовувати в системах з ще більшою дальністю дії. Їх компактні розміри (зазвичай довжина хвилеводу становить кілька сотень мікрон), низька напруга збудження (зазвичай менше 5 В) і сумісність з напівпровідниковими лазерами щодо розміру мод робить їх ідеальними для використання в якості зовнішніх модуляторів. Їх можна переважно розміщувати всередині того ж модуля, що і напівпровідниковий лазер, або інтегрувати на одному кристалі з напівпровідниковим лазером.

Принцип роботи електроабсорбціонних модуляторів грунтується на ефекті Штарка квантової локалізації в напівпровідникових пристроях з використанням квантових ям. У структурі з квантової ямою ефективна заборонена зона визначається забороненою зоною основного матеріалу квантової ями і енергіями квантування електронного та діркового рівнів. Коли на пристрій впливає електричне поле перпендикулярно ямі, то ефективна заборонена зона зменшується і змінюється спектр поглинання. Це дозволяє модулювати амплітуду світла, випромінюваного пристроєм. Коли змінюється спектр поглинання, це супроводжується зміною показника заломлення структури (співвідношення Крамера-Крьоніга). Зміна показника заломлення викликає зміну довжини оптичного шляху, що в свою чергу викликає динамічні зміни довжини хвилі випромінюваного світла. Ці зміни довжини випромінюваного оптичного імпульсу відомі як внутрішньоімпульсна частотна модуляція. Внутрішньоімпульсна частотна модуляція впливає на дальність передачі даних через оптичне волокно, залежить від дисперсії волокна

Збудження електроабсорбціонних модуляторів відповідно до рівня техніки пов'язано з єдиною забороненою зоною. Це обмежує діапазон довжин хвиль, в якому може працювати пристрій. В електрооптичних модуляторах відбивного типу використовуються зміни показника заломлення в хвилеводної секції, що викликаються прикладеними напругами, і в результаті вони працюють в широкому діапазоні довжин хвиль. Ці пристрої можуть приймати форму інтегрованих інтерферометрів (наприклад, Маха-Цендера) або конфігурації спрямованих відгалужувачів, виготовлених на матеріалах, що включають ніобат літію, або напівпровідниках, що включають структури на основі GaAs і InP. Такі пристрої є дуже довгими - кілька сантиметрів в довжину, що є істотним недоліком в системах зв'язку, де простір є обмеженим.

Нижче наводиться опис електроабсорбціонного модулятора, розділеного на секції, кожна з яких має різну заборонену зону, і в якому кожна секція забороненої зони адресується за допомогою окремого електрода ( рис 2. а). Кожна секція забороненої зони забезпечує оптимальну роботу щодо внутріімпульсной частотної модуляції і глибини модуляції в діапазоні довжин хвиль. Один або більше електричних сигналів модуляції, що представляють дані, подаються в одну або більше секцій пристрої для перенесення даних на оптичний сигнал, що створюється модулятором. Додатково до електричної модуляції на одну або більше секцій, до яких прикладаються електричні сигнали модуляції, можна подавати попереднє зміщення у вигляді електричної напруги постійного струму.

Винахід включає в себе випадок, коли дві або більше паралельних гілок, що містять хвилеводні модулятори, використовуються для оптимізації параметрів ( рис 2. б). В цьому випадку світло розділяється на кілька паралельних хвилеводів, при цьому кожен хвилевід містить більше однієї секції з різною забороненою зоною. Потім світло з кожного хвилеводу знову об'єднують. Заборонені зони в різних секціях пристрою переважно створюються за рахунок змішування квантових ям. Це забезпечує відмінне узгодження оптичних мод у різних хвилеводних секціях в місці стику між секціями і малу величину оптичних відображень в місцях стику.

Напруга або напруга зсуву постійного струму можуть включати зворотнє зміщення, нульове зміщення або пряме зміщення. Додаток прямого зміщення до конкретної секції зменшує оптичні втрати, пов'язані з цією секцією, або ж може призводити до того, що ця секція стає оптично прозорою або що секція має оптичне посилення. Поряд з визначенням чистих втрат або посиленням пристрою умови зміщення секцій, через які проходить світло з модуляцією даними, можуть також впливати на внутрішньоімпульсну частотну модуляцію кодованих імпульсів. Рівні зміщення оптимізовані для кожної робочої довжини хвилі, так що глибину модуляції, внутрішньоімпульсну частотну модуляцію і внесені втрати пристрою можна регулювати для відповідності вимогам застосування.