Diodă cu laser modulat direct

Dioda laser modulată direct (DML) poate fi utilizată pentru a modula puterea optică.  În DML, puterea de ieșire laser este ajustată modificând curentul pompei în mediul de câștig laser. Curentul pompei este controlat de un semnal de acționare electrică. Acest tip de sistem de detectare directă (DD) folosește de obicei Keying On-Off (OOK). Cu alte cuvinte, curentul pompei DML este schimbat prin semnale binare.

După transmisia și fotodetecția fibrelor optice, receptorul efectuează recuperarea ceasului și stabilește praguri adecvate pentru a determina dacă simbolul primit este logica 0 sau 1.

În general, nu este utilizată filtrarea digitală adaptivă; Dacă există interferențe intersimbolice, aceasta nu va fi atenuată înainte de decizia simbolului.

În plus, pentru transmisia pe distanțe scurte, codificarea de corecție a erorilor (FEC) înainte nu este utilizată de obicei.

Avantajul DML constă în procesul său de modulare implementat în sursa laser, eliminând necesitatea cuplării optice între laser și modulator.

Această metodă poate reduce la minimum costurile de fabricație și ambalare.

Sistemele DD bazate pe DML sunt potrivite pentru sisteme de 10 GB/s.

Demonstrațiile de cercetare și de laborator arată că DML poate obține lățimile de bandă care depășesc 50 GHz și poate modula datele cu viteze de peste 100 GB/s.

Cu toate acestea, aplicarea sistemelor DD bazate pe DML este limitată în principal de raportul limitat de extincție a DML și de probleme precum ciripitul cu laser, care modifică direct frecvența laser.

Pentru sistemele DD, un modulator extern popular este modulatorul absorbit electric (EAM).

EAM -urile sunt de obicei fabricate sub formă de ghiduri de undă semiconductoare și echipate cu electrozi pentru a aplica un câmp electric perpendicular pe direcția de propagare a fasciculului de lumină.

Câmpul electric aplicat modifică spectrul de absorbție optică a semiconductorului (schimbând astfel puterea de ieșire a modulatorului), o proprietate cunoscută sub numele de efectul Franz-Keldysh.

EAM -urile pot funcționa la tensiuni de acționare mică (aproximativ 2 V) și pot oferi lățimea de bandă care depășește 100 GHz.

Acestea pot fi integrate cu lasere de feedback distribuite pe același cip, iar această combinație de laser și EAM se numește un laser cu modulator absorbit electric (EML).

Deși EML -urile au raporturi de extincție mai bune decât DML, acestea produc totuși ciripire de modulare.

Pentru a evita acest lucru, pot fi utilizate modulatoare Mach-Zehnder (MZM).

MZM-urile sunt un alt tip de modulator extern care atinge modularea intensității prin combinarea modulatorilor cu două faze într-o configurație de interferometru Mach-Zehnder.

Folosind configurații de unitate diferențială sau push-pull, MZM-urile pot realiza modularea fără chirp.