광변조기의 M-Z 간섭변조기 원리 소개

전기광학 변조기(EOM)는 니오브산리튬(LiNbO3), 갈륨비소(GaAs), 탄탈산리튬(LiTaO3)과 같은 특정 전기광학 결정의 전기광학 효과를 활용하여 만들어집니다. 전기광학 변조는 광도파로의 굴절률이 외부 전기장의 변화에 ​​비례하는 효과인 선형 전기광학 효과(펄크 효과)를 기반으로 합니다. 전기광학 효과에 의해 위상변조기에서 광도파로의 굴절률이 선형적으로 변화하면, 도파로를 통과하는 광파의 위상변이가 발생하여 위상변조가 이루어진다. 단순한 위상 변조로는 빛의 강도를 변조할 수 없습니다. 그러나 2개의 위상 변조기와 2개의 Y자형 도파관으로 구성된 마하젠더 간섭계형 변조기는 빛의 세기를 변조할 수 있다.

M-Z 간섭 의식 변조기의 구조는 그림 1과 같습니다. 입력된 광파는 광 경로 구간을 통과한 후 Y 가지에서 두 개의 동일한 빔으로 분할되어 각각 두 개의 광 도파로를 통해 전송됩니다. 광 도파로는 전기 광학 재료로 만들어지며 굴절률이 변화합니다. 두 번째 Y분에 각각 광신호가 도착할 때 위상차가 발생하도록 인가 전압의 크기를 조정합니다. 두 광선 사이의 광학 경로 차이가 파장의 정수배인 경우 두 광선은 일관되게 상쇄되고 변조기 출력은 매우 작아집니다. 따라서 전압을 조절함으로써 광신호를 변조할 수 있다.

다양한 유형의 고속 변조기의 경우 고주파 신호의 주파수 제한을 주로 고려해야 합니다. 이를 위해 고주파 변조 신호를 진행파 형태로 입력하여 보장할 수 있습니다. 전기광학 변조기의 광파와 변조 전기장은 동일한 속도를 갖는다. 현재 고속 및 장거리 시스템에 사용되는 대부분의 변조기는 M-Z 간섭계를 기반으로 한 진행파 전극 전기 광학 변조기입니다. 이 변조기는 다음과 같은 장점이 있습니다.

(1) 진행파 전극을 사용하여 높은 작동 속도를 달성할 수 있습니다.

(2) 니오브산리튬(LiNbO3) 재료를 다음과 같은 조합으로 사용합니다. 기판으로 제작된 M-Z 변조기와 DFB 레이저(분산 피드백 레이저)는 변조된 신호의 주파수 처프를 매우 작게 만듭니다.

(3) 성능의 파장 의존성은 매우 작습니다.

미래의 광 네트워크에서 통합은 필연적인 개발 추세이며 장치 크기에 대한 요구 사항은 점점 더 엄격해지고 있습니다. 유기 고분자는 오늘날 가장 도전적인 새로운 비선형 광학 재료로 인식되고 있으며 그 자체의 장점으로 인해 주목을 받고 있습니다. 고분자 전기광학 재료로 만들어진 유기 전기광학 변조기는 미래의 광통신 및 광정보 처리 분야에서 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.