การเครื่องปรับโมดูเลเตอร์ Mach-Zehnder(MZ Modulator) เป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการปรับสัญญาณแสงโดยอาศัยหลักการรบกวน หลักการทำงานมีดังนี้: ที่กิ่งรูปตัว Y ที่ปลายด้านอินพุต แสงขาเข้าจะถูกแบ่งออกเป็นสองคลื่นแสง และเข้าสู่ช่องแสงคู่ขนานสองช่องเพื่อส่งสัญญาณตามลำดับ ช่องแสงนี้ทำจากวัสดุอิเล็กโทรออปติก ด้วยการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก เมื่อสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งจากภายนอกเปลี่ยนแปลง ดัชนีหักเหของวัสดุนั้นเองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของเส้นทางแสงระหว่างลำแสงทั้งสองที่ไปถึงกิ่งรูปตัว Y ที่ปลายด้านเอาต์พุต เมื่อสัญญาณแสงในช่องแสงทั้งสองไปถึงกิ่งรูปตัว Y ที่ปลายด้านเอาต์พุต จะเกิดการบรรจบกัน เนื่องจากความล่าช้าของเฟสที่แตกต่างกันของสัญญาณแสงทั้งสอง จึงเกิดการรบกวนระหว่างสัญญาณทั้งสอง โดยแปลงข้อมูลความแตกต่างของเฟสที่สัญญาณแสงทั้งสองส่งผ่านเป็นข้อมูลความเข้มของสัญญาณเอาต์พุต ดังนั้น การปรับสัญญาณไฟฟ้าบนพาหะแสงจึงสามารถทำได้โดยการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ของแรงดันโหลดของมอดูเลเตอร์ March-Zehnder
พารามิเตอร์พื้นฐานของโมดูเลเตอร์ MZ
พารามิเตอร์พื้นฐานของ MZ Modulator ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของ Modulator ในสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลาย พารามิเตอร์ทางแสงและพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่สำคัญมีดังนี้
พารามิเตอร์ทางแสง:
(1) แบนด์วิดท์ออปติคัล (แบนด์วิดท์ 3db): ช่วงความถี่เมื่อแอมพลิจูดการตอบสนองความถี่ลดลง 3db จากค่าสูงสุด โดยมีหน่วยเป็น GHz แบนด์วิดท์ออปติคัลสะท้อนช่วงความถี่ของสัญญาณเมื่อมอดูเลเตอร์ทำงานตามปกติ และเป็นพารามิเตอร์สำหรับวัดความสามารถในการรับส่งข้อมูลของพาหะออปติคัลในตัวปรับแสงไฟฟ้า.
(2) อัตราส่วนการสูญเสีย: อัตราส่วนของกำลังส่งออกแสงสูงสุดโดยตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าออปติกต่อกำลังส่งออกแสงต่ำสุด มีหน่วยเป็นเดซิเบล อัตราส่วนการสูญเสียเป็นพารามิเตอร์สำหรับประเมินความสามารถของสวิตช์ไฟฟ้าออปติกของตัวปรับสัญญาณ
(3) การสูญเสียการส่งคืน: อัตราส่วนของกำลังแสงที่สะท้อนที่ปลายอินพุตของตัวปรับเปลี่ยนต่อกำลังไฟฟ้าของแสงอินพุต มีหน่วยเป็นเดซิเบล การสูญเสียกลับเป็นพารามิเตอร์ที่สะท้อนกำลังไฟฟ้าตกกระทบที่สะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดสัญญาณ
(4) การสูญเสียการแทรก: อัตราส่วนของกำลังแสงออปติคัลเอาต์พุตต่อกำลังแสงออปติคัลอินพุตของมอดูเลเตอร์เมื่อถึงกำลังแสงเอาต์พุตสูงสุด โดยมีหน่วยเป็นเดซิเบล การสูญเสียการแทรกเป็นตัวบ่งชี้ที่วัดการสูญเสียกำลังแสงที่เกิดจากการแทรกเส้นทางแสง
(5) กำลังแสงออปติคอลอินพุตสูงสุด: ในระหว่างการใช้งานปกติ กำลังแสงออปติคอลอินพุตของ MZM Modulator ควรน้อยกว่าค่านี้เพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ โดยที่หน่วยจะเป็น mW
(6) ความลึกของการมอดูเลต: หมายถึงอัตราส่วนของแอมพลิจูดสัญญาณมอดูเลตต่อแอมพลิจูดของคลื่นพาหะ โดยปกติจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์
พารามิเตอร์ไฟฟ้า:
แรงดันครึ่งคลื่น: หมายถึงความต่างศักย์ไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแรงดันขับเคลื่อนเพื่อเปลี่ยนโมดูเลเตอร์จากสถานะปิดเป็นสถานะเปิด กำลังแสงขาออกของโมดูเลเตอร์ MZM จะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไบอัส เมื่อเอาต์พุตของโมดูเลเตอร์สร้างความต่างศักย์เฟส 180 องศา ความต่างศักย์ไฟฟ้าไบอัสที่สอดคล้องกับจุดต่ำสุดที่อยู่ติดกันและจุดสูงสุดคือแรงดันครึ่งคลื่น มีหน่วยเป็น V พารามิเตอร์นี้ถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุ โครงสร้าง และกระบวนการ และเป็นพารามิเตอร์โดยธรรมชาติของโมดูเลเตอร์ MZM.
(2) แรงดันไบอัส DC สูงสุด: ในระหว่างการใช้งานปกติ แรงดันไบอัสอินพุตของ MZM ควรน้อยกว่าค่านี้เพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ หน่วยคือ V แรงดันไบอัส DC ใช้เพื่อควบคุมสถานะไบอัสของมอดูเลเตอร์เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการมอดูเลชั่นที่แตกต่างกัน
(3) ค่าสัญญาณ RF สูงสุด: ในระหว่างการใช้งานปกติ สัญญาณไฟฟ้า RF อินพุตของ MZM ควรน้อยกว่าค่านี้เพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ หน่วยคือ V สัญญาณความถี่วิทยุคือสัญญาณไฟฟ้าที่ต้องมอดูเลตบนพาหะแสง
เวลาโพสต์: 16 มิ.ย. 2568