Nederlands
Menu

Wat is Mach-Zehnder-modulator?

Modulator die binnenkomend licht over twee armen verdeelt, met een elektrisch signaal de brekingsindex van de armen verandert om een faseverschil te maken, en ze weer samenvoegt zodat de faseverandering een intensiteitsverandering wordt. Een faseverschil van 0 geeft maximale helderheid en π minimale. Siliciumversies gebruiken het plasmadispersie-effect en zijn enkele mm lang.

Japanse benaming: マッハツェンダー変調器

“Mach-Zehnder-modulator” komt voor in 3 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Siliciumfotonica.

Mach-Zehnder-modulator Licht in Licht uit Elektrode (faseverschuiver) Spanning wijzigt de brekingsindex → faseverschil tussen de armen Splitsen in 2 Interferentie Faseverschil 0 Versterking → helder Faseverschil π Uitdoving → donker
Mach-Zehnder-modulator · Bekijken in het figurenoverzicht

Vakgebied: Siliciumfotonica

Nu oefenen: vragen over Mach-Zehnder-modulator

Hoe zet een Mach-Zehnder-modulator een verandering in de fase van licht om in een verandering in de lichtintensiteit?

  1. AHij splitst het licht over twee armen, brengt een faseverschil tussen de armen aan en voegt het licht weer samen, zodat het interfereert
  2. BHij laat het licht vele malen rondgaan in een ringvormige resonator en laat alleen een bepaalde golflengte absorberen
  3. CAls licht met gewijzigde fase direct op een fotodetector valt, wordt het faseverschil een verschil in stroomsterkte
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Hij splitst het licht over twee armen, brengt een faseverschil tussen de armen aan en voegt het licht weer samen, zodat het interfereert

In een Mach-Zehnder-modulator wordt het inkomende licht gelijk over twee armen verdeeld; de brekingsindex van de armen wordt met een elektrisch signaal veranderd om een faseverschil aan te brengen, waarna het licht weer tot één bundel wordt samengevoegd. Bij een faseverschil van 0 versterken de twee lichtbundels elkaar en is het helder, bij π (een halve golflengte) doven ze elkaar uit en is het donker, en daartussen hangt de intensiteit af van het faseverschil. Zo kan een signaal worden aangebracht als intensiteitsverandering die een fotodetector kan detecteren. Een fotodetector geeft alleen een stroom die overeenkomt met de lichtintensiteit en kan faseverschillen niet direct detecteren. Een resonator wordt gebruikt in een ringmodulator.

Wat is een juiste beschrijving van VπL (V-pi-L), een prestatiemaat van een Mach-Zehnder-modulator?

  1. AHet product van de spanning die nodig is om de fase met π te veranderen en de lengte van de faseverschuiver; hoe kleiner, hoe efficiënter de modulatie
  2. BHet product van het maximale optische vermogen dat in de modulator kan worden ingevoerd en de lengte; hoe groter, hoe meer lasers met hoog vermogen direct kunnen worden gebruikt
  3. CHet product van de elektrische bandbreedte van de modulator en de lengte; hoe groter, hoe sneller en hoe lager het energieverbruik
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Het product van de spanning die nodig is om de fase met π te veranderen en de lengte van de faseverschuiver; hoe kleiner, hoe efficiënter de modulatie

Vπ is de spanning die nodig is om het faseverschil tussen de twee armen π te maken en de uitgang van de heldere naar de donkere toestand te schakelen. Hoe langer de faseverschuiver, hoe kleiner de benodigde spanning, zodat de efficiëntie wordt vergeleken met het product van spanning en lengte, VπL. Voor het depletietype in silicium is circa 1–3 V·cm een typische waarde, afhankelijk van dotering en bedrijfsomstandigheden. Hoe kleiner VπL, hoe korter de modulator of hoe lager de stuurspanning kan zijn. Een langere modulator verhoogt echter het optische verlies en de capaciteit van de elektroden, waardoor de bandbreedte daalt; er is dus een afweging tussen lengte, stuurspanning en bandbreedte.

“Mach-Zehnder-modulator” in de toelichting

Vragen met “Mach-Zehnder-modulator” (3)

  1. Hoe zet een Mach-Zehnder-modulator een verandering in de fase van licht om in een verandering in de lichtintensiteit?
  2. Wat is een juiste beschrijving van VπL (V-pi-L), een prestatiemaat van een Mach-Zehnder-modulator?
  3. Welke beschrijving van de extinctieverhouding, die de kwaliteit van optische zendsignalen uitdrukt, is juist?

Verwante termen

Brekingsindex Extinctieverhouding C-band Chromatische dispersie CPO (co-packaged optics) Golfgeleider O-band Plasmadispersie-effect Propagatieverlies Randkoppelaar (edge coupler)

Naar de woordenlijst