Diode laser được điều chế trực tiếp

Diode laser được điều chế trực tiếp (DML) có thể được sử dụng để điều chỉnh công suất quang.  Trong DML, công suất đầu ra laser được điều chỉnh bằng cách thay đổi dòng bơm trong môi trường tăng laser. Dòng bơm được điều khiển bởi tín hiệu truyền động điện. Loại hệ thống phát hiện trực tiếp (DD) này thường sử dụng khóa tắt (OOK). Nói cách khác, dòng bơm của DML được thay đổi thông qua tín hiệu nhị phân.

Sau khi truyền và quang sợi quang, máy thu thực hiện phục hồi đồng hồ và đặt các ngưỡng thích hợp để xác định xem ký hiệu nhận được là logic 0 hay 1.

Nói chung, lọc kỹ thuật số thích ứng không được sử dụng; Nếu có sự can thiệp của Intersymbol, nó sẽ không được giảm thiểu trước khi quyết định biểu tượng.

Ngoài ra, để truyền khoảng cách ngắn, mã hóa lỗi chuyển tiếp (FEC) thường không được sử dụng.

Ưu điểm của DML nằm trong quá trình điều chế của nó được thực hiện trong nguồn laser, loại bỏ sự cần thiết phải ghép quang giữa laser và bộ điều biến.

Phương pháp này có thể giảm thiểu chi phí sản xuất và đóng gói.

Các hệ thống DD dựa trên DML phù hợp cho các hệ thống 10 GB/s.

Các cuộc biểu tình nghiên cứu và phòng thí nghiệm cho thấy DML có thể đạt được băng thông vượt quá 50 GHz và có thể điều chỉnh dữ liệu với tốc độ trên 100 GB/s.

Tuy nhiên, việc áp dụng các hệ thống DD dựa trên DML chủ yếu bị giới hạn bởi tỷ lệ tuyệt chủng hạn chế của DML và các vấn đề như chirping laser, trực tiếp làm thay đổi tần số laser.

Đối với các hệ thống DD, một bộ điều biến bên ngoài phổ biến là bộ điều biến được hấp thụ điện (EAM).

EAM thường được sản xuất dưới dạng ống dẫn sóng bán dẫn và được trang bị các điện cực để áp dụng điện trường vuông góc với hướng truyền chùm ánh sáng.

Điện trường ứng dụng làm thay đổi phổ hấp thụ quang học của chất bán dẫn (do đó thay đổi công suất đầu ra của bộ điều biến), một thuộc tính được gọi là hiệu ứng Franz-Keldysh.

EAM có thể hoạt động ở điện áp ổ đĩa thấp (khoảng 2 V) và cung cấp băng thông vượt quá 100 GHz.

Chúng có thể được tích hợp với các laser phản hồi phân tán trên cùng một chip và sự kết hợp của laser và EAM này được gọi là laser điều biến được hấp thụ điện (EML).

Mặc dù các EML có tỷ lệ tuyệt chủng tốt hơn DML, nhưng chúng vẫn tạo ra tiếng kêu điều chế.

Để tránh điều này, các bộ điều biến Mach-Zehnder (MZM) có thể được sử dụng.

MZM là một loại bộ điều biến bên ngoài khác đạt được điều chế cường độ bằng cách kết hợp hai bộ điều biến pha trong cấu hình giao thoa kế Mach-Zehnder.

Sử dụng ổ đĩa vi sai hoặc cấu hình kéo đẩy, MZM có thể đạt được điều chế không có chirp.