لیزر با مدولاسیون خارجی (Externally Modulated Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر با مدولاسیون خارجی (Externally Modulated Laser) :
Externally Modulated Laser (EML) یک سیستم فرستنده نوری است که در آن لیزر به طور پیوسته (CW) کار می کند و مدولاسیون سیگنال اطلاعات توسط یک مدولاتور نوری جداگانه (که پس از لیزر قرار می گیرد) انجام می شود. این روش در مقابل مدولاسیون مستقیم (DML) قرار دارد و برای نرخ های داده بالا و مسافت های طولانی در مخابرات نوری ترجیح داده می شود، زیرا از مشکل چیرپ (chirp) که در DML وجود دارد، جلوگیری می کند. EMLها کیفیت سیگنال بسیار بالاتری دارند و می توانند نرخ های داده تا ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر را پشتیبانی کنند.
مکانیزم: یک لیزر CW (معمولا لیزر دیودی DFB با پهنای خط باریک و توان پایدار) به طور مداوم نور تولید می کند. این نور به یک مدولاتور خارجی (معمولا مدولاتور الکتروجذبی - Electro-absorption Modulator (EAM) یا مدولاتور ماخ-زندر - Mach-Zehnder Modulator (MZM)) هدایت می شود. مدولاتور با اعمال ولتاژ متغیر (سیگنال داده)، شدت یا فاز نور را تغییر می دهد. در EAM، با تغییر ولتاژ، جذب ماده تغییر کرده و عبور نور مدوله می شود. در MZM، از تداخل دو بازوی موجبر برای ایجاد مدولاسیون شدت استفاده می شود. MZMها می توانند مدولاسیون فاز نیز انجام دهند که برای فرمت های مدولاسیون پیشرفته (مانند QPSK، QAM) ضروری است.
مزایای EML نسبت به DML: پهنای باند بسیار بالا (تا ۱۰۰ گیگاهرتز)، چیرپ بسیار کم (تقریبا صفر در MZMهای طراحی شده)، و قابلیت استفاده از فرمت های مدولاسیون پیچیده (که منجر به افزایش ظرفیت کانال می شود). معایب: هزینه بالاتر، اندازه بزرگتر (به ویژه MZMها که طول چند سانتی متر دارند)، و پیچیدگی بیشتر (نیاز به درایورهای ولتاژ بالا).
کاربردها: ستون فقرات شبکه های مخابراتی دوربرد (Long-haul) و فوق دوربرد (Ultra-long-haul) با نرخ داده ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه، ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه و بیشتر. همچنین در شبکه های شهری (Metro) با تراکم بالا. EMLها به همراه لیزرهای DFB و مدولاتورهای یکپارچه (Integrated EMLs) به طور گسترده در فرستنده های نوری پیشرفته استفاده می شوند.
