Dioda laser yang dimodulasi langsung

Dioda laser modulasi langsung (DML) dapat digunakan untuk memodulasi daya optik.  Dalam DML, daya output laser disesuaikan dengan mengubah arus pompa dalam medium penguatan laser. Arus pompa dikendalikan oleh sinyal penggerak listrik. Jenis sistem deteksi langsung (DD) ini biasanya menggunakan kunci on-off (OOK). Dengan kata lain, arus pompa DML diubah melalui sinyal biner.

Setelah transmisi dan fotodeteksi serat optik, penerima melakukan pemulihan jam dan menetapkan ambang batas yang sesuai untuk menentukan apakah simbol yang diterima adalah logika 0 atau 1.

Secara umum, penyaringan digital adaptif tidak digunakan; Jika ada gangguan intersymbol, itu tidak akan dikurangi sebelum keputusan simbol.

Selain itu, untuk transmisi jarak pendek, pengkodean koreksi kesalahan (FEC) ke depan biasanya tidak digunakan.

Keuntungan DML terletak pada proses modulasi yang diimplementasikan dalam sumber laser, menghilangkan kebutuhan untuk kopling optik antara laser dan modulator.

Metode ini dapat meminimalkan biaya manufaktur dan pengemasan.

Sistem DD berbasis DML cocok untuk sistem 10 GB/s.

Demonstrasi penelitian dan laboratorium menunjukkan bahwa DML dapat mencapai bandwidth yang melebihi 50 GHz dan dapat memodulasi data dengan kecepatan lebih dari 100 GB/s.

Namun, penerapan sistem DD berbasis DML terutama dibatasi oleh rasio kepunahan terbatas DML dan masalah seperti laser chirping, yang secara langsung mengubah frekuensi laser.

Untuk sistem DD, modulator eksternal yang populer adalah modulator yang diserap secara elektrik (EAM).

EAM biasanya diproduksi dalam bentuk pandu gelombang semikonduktor dan dilengkapi dengan elektroda untuk menerapkan medan listrik yang tegak lurus terhadap arah propagasi sinar cahaya.

Medan listrik yang diterapkan mengubah spektrum serapan optik dari semikonduktor (sehingga mengubah daya output modulator), properti yang dikenal sebagai efek Franz-Keldysh.

EAMS dapat beroperasi pada tegangan drive rendah (sekitar 2 V) dan memberikan bandwidth melebihi 100 GHz.

Mereka dapat diintegrasikan dengan laser umpan balik terdistribusi pada chip yang sama, dan kombinasi laser dan EAM ini disebut laser modulator yang diserap secara elektrik (EML).

Meskipun EML memiliki rasio kepunahan yang lebih baik daripada DML, mereka masih menghasilkan modulasi kicauan.

Untuk menghindari hal ini, modulator Mach-Zehnder (MZM) dapat digunakan.

MZM adalah jenis lain dari modulator eksternal yang mencapai modulasi intensitas dengan menggabungkan dua modulator fase dalam konfigurasi interferometer Mach-Zehnder.

Menggunakan drive diferensial atau konfigurasi push-pull, MZM dapat mencapai modulasi bebas CHIRP.