Diodo laser direttamente modulato

Il diodo laser modulato diretto (DML) può essere utilizzato per modulare la potenza ottica.  In DML, la potenza di uscita laser viene regolata modificando la corrente della pompa nel mezzo di guadagno laser. La corrente della pompa è controllata da un segnale di azionamento elettrico. Questo tipo di sistema di rilevamento diretto (DD) utilizza in genere la chiave on-off (OOK). In altre parole, la corrente della pompa del DML viene modificata attraverso i segnali binari.

Dopo la trasmissione e la fotodezione in fibra ottica, il ricevitore esegue il recupero dell'orologio e imposta soglie appropriate per determinare se il simbolo ricevuto è logica 0 o 1.

In generale, il filtro digitale adattivo non viene utilizzato; Se c'è interferenza di intersimbolo, non verrà mitigato prima della decisione del simbolo.

Inoltre, per la trasmissione a breve distanza, la codifica di correzione degli errori in avanti (FEC) non viene in genere utilizzata.

Il vantaggio di DML risiede nel suo processo di modulazione implementato all'interno della fonte laser, eliminando la necessità di accoppiamento ottico tra il laser e il modulatore.

Questo metodo può ridurre al minimo i costi di produzione e imballaggio.

I sistemi DD a base di DML sono adatti per sistemi da 10 GB/s.

Le dimostrazioni di ricerca e di laboratorio mostrano che DML può ottenere larghezza di banda superiori a 50 GHz e può modulare i dati a velocità superiori a 100 GB/s.

Tuttavia, l'applicazione dei sistemi DD basati su DML è principalmente limitata dal limitato rapporto di estinzione di DML e problemi come il cinguettio laser, che altera direttamente la frequenza laser.

Per i sistemi DD, un popolare modulatore esterno è il modulatore assorbito elettricamente (EAM).

Gli EAM sono in genere fabbricati sotto forma di guide d'onda a semiconduttore e dotati di elettrodi per applicare un campo elettrico perpendicolare alla direzione della propagazione del raggio di luce.

Il campo elettrico applicato altera lo spettro di assorbimento ottico del semiconduttore (cambiando così la potenza di uscita del modulatore), una proprietà nota come effetto Franz-Keldysh.

EAMS può funzionare a basse tensioni di azionamento (circa 2 V) e fornire larghezza di banda superiore a 100 GHz.

Possono essere integrati con i laser di feedback distribuiti sullo stesso chip e questa combinazione di laser ed EAM è chiamata laser modulatore assorbita elettricamente (EML).

Sebbene gli EML abbiano rapporti di estinzione migliori rispetto ai DML, producono comunque cinguettio di modulazione.

Per evitare questo, è possibile utilizzare modulatori Mach-Zehnder (MZMS).

Gli MZM sono un altro tipo di modulatore esterno che raggiunge la modulazione di intensità combinando i modulatori a due fasi in una configurazione di interferometro Mach-Zehnder.

Utilizzando le configurazioni di azionamento differenziale o push-pull, MZMS può ottenere una modulazione senza chirp.