Модулятор оптического излучения на базе интерферометра Маха-Цендера

В качестве внешнего модулятора оптического излучения в аппаратуре оптических систем передачи широко используется модулятор на базе интерферометра Маха-Цендера (ММЦ), устройство которого показано на рисунке П.1. Световой поток по входному оптическому волокну (ОВ) поступает на Y-разветвитель и направляется по двум одинаковым световодам на второй Y-разветвитель. Если к пластинам, между которыми проходят световоды, напряжение не приложено, световые потоки складываются по фазе и выходной поток практически не будет отличаться от входного. Если же на пластины подано напряжение, то коэффициент преломления световодов изменяется на величину Δ n, которая подсчитывается по формуле [6]

где n – исходный коэффициент преломления, Е – напряжённость электрического поля, а r_ij – электрооптический коэффициент, присущий материалу данного световода.

Изменение коэффициента преломления, в свою очередь, вызывает набег фазы, равный

Здесь λ – длина волны светового потока, а l – протяжённость световода.

Интенсивность светового потока на выходе определиться как

где I _вх – интенсивность входного потока, а Δ φ ₀ – разность фаз при Е = 0. Очевидно, что для рассматриваемой конструкции Δ φ ₀ = 0.

Зависимость I _вых от напряжения на пластинах ММЦ является его модуляционной характеристикой. Обращает внимание то, что характеристика периодиче ская, причём фаза выходного потока меняется на π при переходе к её соседней волне.

На рисунке напряжение отложено в произвольных единицах. Заметим, что в современных ММЦ для перехода от максимума до минимума интенсивности выходного потока достаточно изменять напряжение примерно на 2,5 В.

 

Литература

1. М.С.Тверецкий. Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч.1. Методические указания по выполнению упражнений. Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2011. – 30 с.: ил.

2. В.Н.Гордиенко, М.С.Тверецкий. Многоканальные телекоммуникационные системы. Учебник для вузов. Изд. 2-е, исправленное и дополненное. – М.: Горячая линия – Телеком, 2013. – 396 с.: ил.

3. Рекомендация МСЭ-Т G.959.1 (02/2012) Интерфейсы физического уровня оптической транспортной сети.

4. МСЭ-Т серия G. Дополнение 39 (02/2006). Рассмотрение вопросов расчёта и проектирования оптических систем.

5. М.С.Тверецкий Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч. 2. Изучение огибающей оптического импульса. Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2012. – 34 с.: ил.

6. О.К.Скляров. Волоконнооптические сети и системы связи: Учебное пособие. 2е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 272 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).

7. Бернард Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. – 1104 с.: ил.

 

 

Оглавление