Siliziumphotonik

Wie wandelt ein Mach-Zehnder-Modulator eine Änderung der Lichtphase in eine Änderung der Lichtintensität um?

  1. ADas Licht wird auf zwei Arme aufgeteilt, zwischen den Armen wird eine Phasendifferenz erzeugt, und anschließend wird es wieder zusammengeführt und zur Interferenz gebracht
  2. BDas Licht läuft in einem ringförmigen Resonator viele Male um, und nur eine bestimmte Wellenlänge wird absorbiert
  3. CTrifft das phasenveränderte Licht direkt auf einen Photodetektor, wird der Phasenunterschied zu einem Unterschied in der Stromstärke
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. Das Licht wird auf zwei Arme aufgeteilt, zwischen den Armen wird eine Phasendifferenz erzeugt, und anschließend wird es wieder zusammengeführt und zur Interferenz gebracht

Im Mach-Zehnder-Modulator wird das einfallende Licht zu gleichen Teilen auf zwei Arme aufgeteilt, der Brechungsindex der Arme wird durch ein elektrisches Signal verändert, um eine Phasendifferenz zu erzeugen, und danach wird das Licht wieder zu einem Strahl zusammengeführt. Ist die Phasendifferenz der beiden Lichtwellen 0, verstärken sie sich (hell); bei π (einer halben Wellenlänge) löschen sie sich aus (dunkel); dazwischen ergibt sich eine Intensität entsprechend der Phasendifferenz. So lässt sich das Signal als Intensitätsänderung aufprägen, die ein Photodetektor erfassen kann. Ein Photodetektor liefert lediglich einen Strom entsprechend der Lichtintensität und kann Phasenunterschiede nicht direkt erfassen. Ein Resonator wird beim Ringmodulator verwendet.

Mach-Zehnder-Modulator Licht ein Licht aus Elektrode (Phasenschieber) Spannung ändert die Brechzahl → Phasendifferenz der Arme Aufteilung Interferenz Δφ = 0 konstruktiv → hell Δφ = π destruktiv → dunkel
Mach-Zehnder-Modulator · Im Diagrammverzeichnis ansehen
Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Siliziumphotonik

  1. Warum wird bei Silizium-Modulatoren der Ladungsträger-Dispersionseffekt (Plasmadispersionseffekt) genutzt, um den Brechungsindex mit einem elektrischen Signal zu verändern?
  2. Warum wird bei schnellen Silizium-Modulatoren häufig das Verfahren (Verarmungstyp) eingesetzt, bei dem der pn-Übergang des Phasenschiebers in Sperrrichtung vorgespannt und die Breite der Raumladungszone verändert wird?
  3. Welche Erklärung der Kenngröße VπL (V-Pi-L), die die Leistungsfähigkeit eines Mach-Zehnder-Modulators beschreibt, ist richtig?
  4. Warum reagiert ein Silizium-Ringresonator nur auf Licht bestimmter Wellenlängen stark?
  5. Warum wird in optischen Schaltungen mit Ringresonatoren häufig ein Heizer in der Nähe des Rings angebracht, um die Temperatur zu regeln?