Интерферометрическая модуляция интенсивности

Фазовые модуляторы с волноводами могут сочетаться с другими элементами на подложке, в результате чего получаются такие устройства, как простой и полезный интерферометрический модулятор интенсивности, показанный на рисунке. Как видно на приведенной схеме, входной волновод расщепляется на два одномодовых плеча, причем электроды параллельны каждому из них, а затем снова объединяется в выходную ветвь. Все фрагменты волновода одномодовые.

Оптическая передача Pout/Pin изменяется синусоидально в зависимости от разности фазы между двумя воссоединенными сигналами Д, в соответствии с соотношением.

Рассмотрим два случая, приведенные на рисунке. Когда Аф=О, объединенные сигналы возбуждают основную моду до максимального значения передачи канализированной моды, а когда Аф — 7г, они формируют антисимметричный профиль поля, похожий на канализированную моду второго порядка. При постепенном уменьшении ширины волновода, когда он сходит на конус, излучение запускает несвязанную волну подложки, что приводит к нулевому значению передачи канализированной моды.

Для управления сдвигом фазы Аф обычно применяется двухтактная схема расположения электродов, создающая равную, но противоположную по фазе модуляцию в каждом из плеч. Оптическую передачу, как функцию приложенного напряжения, можно найти по формуле.

Для установки рабочей точки прибора может быть задан постоянный сдвиг фазы.

Высокочувствительные интерферометрические модуляторы на основе LiNb03 обычно изготавливаются на подложках Х-среза с волноводным распространением в направлении У. При ТЕ-поляризации используется большой электрооптический коэффициент Г33. При работе на длине волны 1,3 мкм, d = 8 мкм и Г = 0,5 значение произведения VnL составляет около 35 В мм. Такой результат достигается благодаря двухтактной схеме расположения электродов. Для сравнения, это значение для эквивалентных фазовых модуляторов составляет 70 В мм и 105 В мм при ТМ-поляризации в том же самом волноводе и при таком же распространении электродов. Описаны устройства на основе LiNb03, обеспечивающие функционирование, не зависящее от поляризации, но они имеют или более низкую чувствительность, или большую емкость, чем те устройства,

См. также:  Последовательная конфигурация матрицы

image36

Которые работают с единственной поляризацией ТЕ. В хорошо спроектированных интерферометрических модуляторах, в которых угол Y-образного тройника достаточно мал и составляет величину ~ 1°, могут быть достигнуты высокий коэффициент экстинкции (контрастности) ~ 30 дБ и низкие потери затухания.

image37