Optika Modulo
Lumiga Optika
Lumigo optika rilatas al la procezo de ŝanĝado de lumonda ondo laŭ alta-freka elektra signalo, kiu portas informon. La modifitaj lumondoj poste transsendiĝas aŭ tra transparenta medio aŭ per optika fibra kabolo.
Pli precize, lumigo optika povas esti difinita kiel la konverto de elektra signalo plena de informo en responda lumsignalo. Tiu transformo ebligas efikan transsendon de datumoj super longaj distancoj kun alta fidelo.
Fundamentale, ekzistas du malsamaj manieroj por moduli optikajn signalojn, kiuj estas klasifikitaj jene:
Rekta Modulado
Kiel la nomo implicas, rekta modulado estas tekniko, kie la informo destinita por transsendo estas rekte supermetita sur la lumfluo emitan de la fonto. En tiu maniero, la drivanta kuranto de la lumfonto, kutime lasego, estas rekte varias laŭ la elektra informosignalo. Tiu rekta ŝanĝo de la kuranto generas respondecan ŝanĝon en la optika potencsignalo, forigante la bezonon por apartaj optikaj modulatoroj por moduli la optikan signalon.
Tamen, ĉi tiu modultekniko havas signifajn malavantaĝojn. Ĉefe ili rilatas al la vivperiodoj de spontana kaj stimulata emiso, kiel ankaŭ al la fotona vivperiodo de la lumfonto. Kiam uzas lasegan transsendilon por rekta modulado, la lasego ŝaltiĝas en kaj el laŭ la elektra signalo aŭ drivanta kuranto. Dum tiu procezo, la lasega linia larĝeco tendencas etendi, fenomeno konata kiel chirpo. Tiu etendo de la lasega linia larĝeco severlimigas la aplikon de rekta modulado, farante ĝin neapta por datumspecoj superantaj 2,5 Gbps.
Ekstera Modulado
Kontraste, ekstera modulado uzas dediĉitajn optikajn modulatorojn por modifi optikajn signalojn kaj ŝanĝi iliajn karakterizojn. Tiu tekniko taŭgas speciale bone por moduli signalojn kun datumspecoj superantaj 10 Gbps. Kvankam ĝi pruvas sin en traktado de rapidaj datumoj, ne estas striktaj postuloj uzi nur eksteran moduladon por alt-datum-specaj signaloj; ĝi povas esti aplikata ankaŭ en aliaj scenaroj.
La sekva figuro ilustras la funkcioperon de ekstera modulatoro, montrante kiel ĝi interagas kun la optika signalo por atingi la deziratan moduladon.
Detaloj de Ekstera Modulado
En la ekstera modula aranĝo, la unua komponento estas la lumfonto, kutime lasegodiodo. Poste sekvas optika modulatora cirkvito. Tiu cirkvito modifas la lumon emitan de la fonto laŭ la venonta elektra signalo.
La lasegodiodo generas optikan signalon kun konstanta amplitudo. Konsekvente, anstataŭ ŝanĝi la amplitudon de la optika signalo, la elektra signalo influas la potencnivelon de la optika eligo. Kiel rezulto, je la eligo de la modulatoro, produktiĝas tempvaria optika signalo, efektive portanta la informon koditan en la elektra enigo.
Estas grave noti, ke la cirkvito de la ekstera modulatoro povas esti disegnita en du manieroj. Ĝi povas esti integrita kun la optika fonto, kreante pli kompakta kaj stremlinian solvon. Alternativaj, ĝi povas funkcii kiel aparta, sendependa aparato, oferante fleksibilecon en sistemdizajno kaj integro.
Optikaj modulatoroj, kiuj estas centraj al la ekstera modulprocezo, povas esti large klasifikitaj en du ĉefajn tipojn:
Elektro-Optika Fazmodulatoro
Ankaŭ konata kiel Mach-Zehnder Modulatoro, tiu tipo de optika modulatoro estas ĉefe konstruita uzante litio-niobaton kiel sian fundamentan materialon. La unikaj ecoj de litio-niobato ebligas precizan manipulon de la optika signalo laŭ elektraj enigoj. La sekva figuro ilustras la funkcioperon de elektro-optika ekstera modulatoro, detale montrante kiel ĝi modifas la optikan signalon tra la interago inter elektraj kaj optikaj komponentoj.
Operacio de Elektro-Optika Fazmodulatoro
En la elektro-optika fazmodulatoro, beam-splittero kaj beam-kombinilo ludas gravajn rolojn en manipulado de lumonda ondo. Kiam optika signalo eniras la modulatoron, la beam-splittero dividis la lumon en du egalajn partojn, gvidante ĉiun duonon laŭ aparta vojo. Subsekvence, aplikiĝas elektra signalo, kiu ŝanĝas la fazon de la lumonda ondo veturanta laŭ unu el tiuj vojoj.
Post transiro de siaj respektivaj vojoj, la du lumondoj atingas la beam-kombinilon, kie ili rekomuniĝas. Tiu rekomunikado povas okazi en du manieroj: konstrue aŭ destrue. Kiam okazas konstrua rekomunikado, la kombinitaj lumondoj fortigas unu la alian, rezultigante brilan lumon je la eligo de la modulatoro, kiel prezentite per pulso 1. Kontraste, dum destrua rekomunikado, la du duonoj de la lumonda ondo nuligas unu la alian, rezultigante nenian lumsignalon je la eligo, indikitajn per pulso 0.
Elektro-Absorba Modulatoro
La elektro-absorba modulatoro estas ĉefe fabrikita el indiumfosfido. En tiu tipo de modulatoro, la elektra signalo portanta informon ŝanĝas la ecojn de la materialo, tra kiu lumo propagiĝas. Je la bazo de tiuj ŝanĝoj en ecoj, aŭ pulso 1 aŭ 0 estas generata je la eligo.
Rimarkinde, la elektro-absorba modulatoro povas esti integrita kun lasegodiodo kaj inkluzivita en norma papilionforma pakado. Tiu integrita dizajno oferas signifajn avantaĝojn. Per kombinado de la modulatoro kaj lasegodiodo en unu unuigon, ĝi reduktas la tutan spacon postulatan de la aparato. Krome, ĝi optimigas la potkonsumon kaj malpligrandigas la voltan postulon kompare kun la uzo de aparta lasega fonto kaj modulatora cirkvito, farante ĝin pli kompakta, efika, kaj praktika solvo por diversaj optikaj komunikaj aplikoj.
