Модулятор электро-поглощения (МОВ) представляет собой полупроводниковый прибор , который может быть использован для модуляции интенсивности лазерного луча с помощью электрического напряжения. Его принцип действия основан на эффекте Франца-Келдыша , т. Е. На изменении спектра поглощения, вызванном приложенным электрическим полем, которое изменяет энергию запрещенной зоны (таким образом, энергию фотона края поглощения), но обычно не связано с возбуждением переносчиков электрическим полем.
Для модуляторов в телекоммуникациях желательны малые размеры и напряжение модуляции. EAM является кандидатом для использования во внешних каналах модуляции в телекоммуникациях. Эти модуляторы могут быть реализованы с использованием либо объемных полупроводниковых материалов, либо материалов с множественными квантовыми точками или ямами .
Большинство EAM выполнены в виде волновода с электродами для приложения электрического поля в направлении, перпендикулярном модулированному световому лучу. Для достижения высокого коэффициента экстинкции обычно используют квантово-ограниченный эффект Штарка (QCSE) в структуре с квантовыми ямами.
По сравнению с электрооптическим модулятором (EOM), EAM может работать с гораздо более низкими напряжениями (несколько вольт вместо десяти и более). Они могут работать на очень высокой скорости; может быть достигнута полоса модуляции в десятки гигагерц, что делает эти устройства полезными для оптоволоконной связи . Удобной особенностью является то, что EAM можно интегрировать с лазерным диодом с распределенной обратной связью на одном кристалле, чтобы сформировать передатчик данных в виде фотонной интегральной схемы . По сравнению с прямой модуляцией лазерного диода можно получить более широкую полосу пропускания и меньший чирп .
Полупроводниковая квантовая яма EAM широко используется для модуляции излучения в ближней инфракрасной области (БИК) на частотах ниже 0,1 ТГц. Здесь БИК-поглощение нелегированной квантовой ямы модулировалось сильным электрическим полем с частотами от 1,5 до 3,9 ТГц. ТГц поле связывает два возбужденных состояния ( экситоны ) квантовых ям , что проявляется в новой линии поглощения в ближнем ИК-диапазоне, зависящей от частоты и мощности ТГц. Поле ТГц генерировало когерентную квантовую суперпозицию поглощающего и непоглощающего экситона . Эта квантовая когерентность может дать новые области применения модуляторов квантовых ям в оптической связи.
В последнее время достижения в области выращивания кристаллов привели к изучению самоорганизованных квантовых точек . Поскольку для EAM требуются небольшие размеры и низкие напряжения модуляции, возможность получения квантовых точек с повышенными коэффициентами электропоглощения делает их привлекательными для такого применения.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- С.Г. Картер, Квантовая когерентность в оптическом модуляторе , Science 310 (2005) 651
- IB Akca, Электрооптические и электропоглощающие характеристики волноводов с квантовыми точками InAs , Опт. Exp. 16 (2008) 3439
- X. Сюй, Когерентная оптическая спектроскопия сильно управляемой квантовой точки , Science 317 (2007) 929
