什麼是馬赫-曾德調變器

將輸入光分到兩條臂,以電訊號改變臂的折射率產生相位差後再合併,將其轉換為光強度變化的調變器。相位差為 0 時最亮,為 π 時最暗。矽調變器利用載子色散效應,長度約為數 mm。

日文名稱: マッハツェンダー変調器

「馬赫-曾德調變器」出現在1領域的3道練習題中(矽光子等)。

馬赫-曾德調變器 輸入光 輸出光 電極(相位偏移器) 以電壓改變臂的折射率, 使兩道光產生相位差 分成兩路 合流並干涉 相位差 0 相長干涉:亮 相位差 π 相消干涉:暗
馬赫-曾德調變器 · 在圖解集中查看

這個名詞所屬的領域: 矽光子

練習馬赫-曾德調變器的題目

馬赫-曾德調變器將光的相位變化轉換為光強度變化的原理,下列何者正確?

  1. A將光分到2條臂,在臂之間產生相位差後再合流,使其干涉
  2. B使光在環狀共振器中多次繞行,只讓特定波長被吸收
  3. C將改變相位的光直接照射光偵測器,相位差異就會變成電流大小的差異
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正確答案:A. 將光分到2條臂,在臂之間產生相位差後再合流,使其干涉

在馬赫-曾德調變器中,將入射光均等分到2條臂,以電訊號改變臂的折射率使相位產生差異後,再合流為1條。2道光的相位差為0時相長干涉而變亮,為π(半波長)時相消干涉而變暗,介於其間則為對應相位差的強度。藉此可將訊號載於光偵測器能偵測的強度變化上。光偵測器只會輸出與光強度相應的電流,無法直接偵測相位的差異。使用共振器的是微環調變器。

表示馬赫-曾德調變器性能的VπL,其說明下列何者正確?

  1. A使相位改變π所需的電壓與相移器長度的乘積,越小代表調變效率越好
  2. B可輸入調變器的最大光功率與長度的乘積,越大越能直接使用高輸出的雷射
  3. C調變器的電氣頻寬與長度的乘積,越大越高速且功耗也越小
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正確答案:A. 使相位改變π所需的電壓與相移器長度的乘積,越小代表調變效率越好

Vπ是使2條臂的相位差為π、將輸出從亮態切換到暗態所需的電壓。相移器越長,所需電壓越小,因此以電壓與長度的乘積VπL比較效率。矽的空乏型雖視摻雜與操作條件而定,但約1~3 V·cm左右是代表性的值。VπL越小,可用越短的調變器或越低的驅動電壓。不過,調變器越長,光損耗與電極電容就越大,頻寬隨之下降,因此長度、驅動電壓與頻寬之間存在取捨。

解析中的「馬赫-曾德調變器」

出現「馬赫-曾德調變器」的題目(3題)

  1. 馬赫-曾德調變器將光的相位變化轉換為光強度變化的原理,下列何者正確?
  2. 表示馬赫-曾德調變器性能的VπL,其說明下列何者正確?
  3. 關於表示光發射訊號品質的消光比,下列說明何者正確?

相關名詞

折射率 消光比 光柵耦合器 色度色散 波導 矽光子 單模光纖 傳播損耗 載子色散效應(電漿色散效應) 環形共振器

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