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Direkt modulierte Laserdiode

2025-03-10

Direkte modulierte Laserdiode (DML) kann verwendet werden, um die optische Leistung zu modulieren.  In DML wird die Laserausgangsleistung durch Ändern des Pumpenstroms im Laserverstärkungsmedium eingestellt. Der Pumpenstrom wird durch ein elektrisches Antriebssignal gesteuert. Diese Art von Direkterkennungssystem (DD) verwendet typischerweise die Ein-Aus-Keying (OOK). Mit anderen Worten, der Pumpenstrom der DML wird durch binäre Signale geändert.


Nach der Übertragung und Fotodetektion der optischen Faserfaser führt der Empfänger die Taktwiederherstellung durch und legt geeignete Schwellenwerte fest, um festzustellen, ob das empfangene Symbol logisch 0 oder 1 ist.

Im Allgemeinen wird keine adaptive digitale Filterung verwendet. Wenn eine Intersymbol -Interferenz vorliegt, wird es vor der Symbolentscheidung nicht gemindert.

Zusätzlich wird bei der Kurzstreckenübertragung die Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) -Codierung in der Regel nicht verwendet.

Der Vorteil der DML liegt in seinem Modulationsprozess in der Laserquelle implementiert und beseitigt die Notwendigkeit einer optischen Kopplung zwischen Laser und Modulator.

Diese Methode kann die Herstellungs- und Verpackungskosten minimieren.

DML-basierte DD-Systeme sind für 10 GB/s-Systeme geeignet.

Forschungs- und Labordemonstrationen zeigen, dass DML Bandbreiten von mehr als 50 GHz erreichen und Daten mit Geschwindigkeiten über 100 GB/s modulieren kann.

Die Anwendung von DML-basierten DD-Systemen ist jedoch hauptsächlich durch das begrenzte Aussterbenverhältnis von DML und Probleme wie Laser-Chirping begrenzt, die die Laserfrequenz direkt verändern.

Für DD -Systeme ist ein beliebter externer Modulator der elektrisch absorbierte Modulator (EAM).

EAMs werden typischerweise in Form von Halbleiterwellenleitern hergestellt und mit Elektroden ausgestattet, um ein elektrisches Feld senkrecht zur Ausbreitung des Lichtstrahls aufzutragen.

Das angelegte elektrische Feld verändert das optische Absorptionsspektrum des Halbleiters (wodurch die Ausgangsleistung des Modulators ändert), eine Eigenschaft, die als Franz-Keldysh-Effekt bekannt ist.

EAMs können bei niedrigen Antriebsspannungen (ungefähr 2 V) arbeiten und eine Bandbreite von mehr als 100 GHz liefern.

Sie können in verteilte Rückkopplungslaser auf demselben Chip integriert werden, und diese Kombination von Laser und EAM wird als elektrisch absorbiertes Modulator -Laser (EML) bezeichnet.

Obwohl EMLs bessere Extinktionsverhältnisse als DMLs aufweisen, erzeugen sie dennoch ein Modulations -Chirping.

Um dies zu vermeiden, können Mach-Zehnder-Modulatoren (MZMs) verwendet werden.

MZMs sind ein weiterer Typ des externen Modulators, der eine Intensitätsmodulation erreicht, indem zwei Phasenmodulatoren in einer Mach-Zehnder-Interferometerkonfiguration kombiniert werden.

Mit Differentialantriebs- oder Push-Pull-Konfigurationen können MZMs eine chirp-freie Modulation erreichen.

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