MODULADORES ÓPTICOS

MODULACIÓN DIRECTA 

La capacidad de modulación directa de los diodos láser a través de la corriente aplicada es una de las principales ventajas de este dispositivo. Corriente modulación láser de 1.5Mbps a 2.5Gbps 5

Figura # 1: Modulación Directa

FUENTE: http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/dispositivos-y-medios-de-transmision-opticos/material-de-clase-1/modulo-4-componentes-opticos-pasivos-y-activos

En los siguientes apartados se analizan los formatos básicos de modulación directa del diodo láser:

•  Modulación ook (on-off keying). - Este tipo de modulación consiste en suministrar al diodo láser una corriente, ION, superior al corriente umbral del diodo láser para que tenga lugar la radiación, cuando se desea emitir el bit "1". En caso de transmitir el bit "0" la potencia óptica emitida por el láser debe ser nula, por lo que la corriente aplicada, IOFF , debe ser menor que el umbral. Emplear una corriente IOFF próxima a cero tiene como ventaja que la potencia residual asociada a los bits "0" debida a las emisiones espontáneas es mínima, incrementando el cociente de extinción y por tanto reduciendo la probabilidad de error.

Figura # 3: Modulación OOK

FUENTE:http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema3/imagenes_tema3_5/image001.gif

• Modulación de pequeña señal.- Este esquema de modulación se emplea en sistemas analógicos. Consiste en aplicar al láser pequeñas variaciones de corriente alrededor de un valor de polarización de forma que se produzca la emisión de una potencia óptica que varía de la misma forma que la corriente aplicada

Figura # 4: Modulación de pequeña señal de un láser

FUENTE:http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema3/imagenes_tema3_5/image004.gif

MODULACIÓN EXTERNA

La modulación externa consiste en un diodo láser emitiendo una potencia óptica continua seguido por un dispositivo externo que realiza la modulación deseada. Esto permite evitar los efectos que provoca el chirp de frecuencia generado al modular la amplitud de la potencia óptica generada por el láser, cuyo origen se encuentra en la dependencia existente entre el índice de refracción del material semiconductor y la densidad de electrones. Modulador externo, 10 modulador externo, 10-40Gbps y mayores 40Gbps y mayores

Figura # 2: Modulación Indirecta

FUENTE: http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/dispositivos-y-medios-de-transmision-opticos/material-de-clase-1/modulo-4-componentes-opticos-pasivos-y-activos

Los moduladores externos más empleados son:

•  Mach-Zehnder (MZI).- El MZI es un dispositivo formado por un divisor, dos brazos de fibra óptica y un combinador, cuyo funcionamiento se basa en el fenómeno de interferencia entre ondas. La señal óptica de entrada se divide en dos parte iguales cada uno de las cuales recorre un camino óptico distinto para combinarse después. Esta combinación puede producir una interferencia constructiva si la diferencia de fase de las señales es nula, es decir si se produce una interferencia constructiva, recuperándose así la señal de entrada (generación de un bit "1"). Si la diferencia de fase de las señales combinadas es igual a p, estas señales interfieren de forma destructiva y a la salida no se obtiene señal óptica (generación de un bit "0").

 

•  Moduladores electro-absorbentes.- Un material electro-absorbente tiene la capacidad de absorber radicación, y por tanto permite controlar la cantidad de potencia que éste deja pasar por medio de la tensión existente entre sus extremos.En los materiales semiconductores esta propiedad de controlar la radiación absorbida se conoce como el efecto Franz-Keldysh o efecto Stark . Según este fenómeno las longitudes de onda que pueden ser absorbidas varían con el campo eléctrico aplicado.Los moduladores fabricados con este tipo de materiales semiconductores tiene la ventaja de su fácil integración junto al con el diodo láser, reduciéndose las pérdidas de acoplamiento entre ambos.

BIBLIOGRAFÍA

Daniel Pastor Abellán,José Capmany Francoy,Francisco Ramos Pascual (1998), Sistemas de comunicaciones ópticas, Valencia: España, editorial de la UPV

http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/dispositivos-y-medios-de-transmision-opticos/material-de-clase-1/modulo-4-componentes-opticos-pasivos-y-activos recuperado el 28/04/2013

http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema3/tema3_5_1.htm recuperado el 28/04/2013

http://es.scribd.com/doc/49333880/11-Amplificadores-y-moduladores-opticos recuperado el 28/04/2013