ما هو مُعدِّل ماخ-زيندر؟

المُعدّل ماخ-زيندر(مُعدِّل MZ) جهازٌ مهمٌّ لتعديل الإشارات الضوئية استنادًا إلى مبدأ التداخل. مبدأ عمله هو كما يلي: عند الفرع ذي الشكل Y عند طرف الإدخال، ينقسم ضوء الإدخال إلى موجتين ضوئيتين، ويدخل قناتين ضوئيتين متوازيتين للإرسال على التوالي. القناة الضوئية مصنوعة من مواد كهروضوئية. بالاستفادة من تأثيرها الكهروضوئي، عندما تتغير الإشارة الكهربائية المطبقة خارجيًا، يمكن تغيير معامل انكسار مادتها، مما ينتج عنه اختلافات في المسار الضوئي بين شعاعي الضوء الواصلين إلى الفرع ذي الشكل Y عند طرف الإخراج. عندما تصل الإشارات الضوئية في القناتين الضوئيتين إلى الفرع ذي الشكل Y عند طرف الإخراج، يحدث تقارب. بسبب اختلاف تأخر الطور بين الإشارتين الضوئيتين، يحدث تداخل بينهما، مما يُحوِّل معلومات فرق الطور التي تحملها الإشارتان الضوئيتان إلى معلومات شدة إشارة الإخراج. لذلك، يمكن تحقيق وظيفة تعديل الإشارات الكهربائية على الحوامل الضوئية من خلال التحكم في معلمات مختلفة لجهد تحميل مُعدِّل March-Zehnder.

المعايير الأساسية لمعدِّل MZ

تؤثر المعلمات الأساسية لمُعدِّل MZ بشكل مباشر على أداء المُعدِّل في مختلف سيناريوهات الاستخدام. من بينها، المعلمات البصرية والكهربائية المهمة هي كما يلي.

المعلمات البصرية:

(1) عرض النطاق الترددي البصري (عرض النطاق ٣ ديسيبل): نطاق التردد عند انخفاض سعة استجابة التردد بمقدار ٣ ديسيبل عن أقصى قيمة، والوحدة جيجاهرتز. يعكس عرض النطاق الترددي البصري نطاق تردد الإشارة عند تشغيل المُعدِّل بشكل طبيعي، وهو مُعامل لقياس سعة نقل المعلومات للناقل البصري فيمعدِّل كهروضوئي.

(٢) نسبة الانطفاء: نسبة أقصى قدرة بصرية خرجها المُعدِّل الكهروضوئي إلى أدنى قدرة بصرية، بوحدة ديسيبل. وتُستخدم نسبة الانطفاء لتقييم قدرة المُعدِّل الكهروضوئي على التبديل.

(3) خسارة العودة: نسبة طاقة الضوء المنعكسة عند نهاية الإدخالمعدِّللقوة ضوء الإدخال، بوحدة ديسيبل. خسارة العودة هي معامل يعكس قوة الضوء الساقطة المنعكسة إلى مصدر الإشارة.

(4) فقدان الإدخال: نسبة الطاقة الضوئية الخارجة إلى الطاقة الضوئية الداخلة للمُعدِّل عند وصوله إلى أقصى طاقة خرج له، ووحدة القياس ديسيبل. فقدان الإدخال هو مؤشر يقيس فقدان الطاقة الضوئية الناتج عن إدخال مسار ضوئي.

(5) الحد الأقصى لقوة الإدخال الضوئية: أثناء الاستخدام العادي، يجب أن تكون قوة الإدخال الضوئية لجهاز التعديل MZM أقل من هذه القيمة لمنع تلف الجهاز، حيث تكون الوحدة mW.

(6) عمق التعديل: يشير إلى نسبة سعة إشارة التعديل إلى سعة الموجة الحاملة، وعادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية.

المعلمات الكهربائية:

جهد نصف الموجة: يُشير إلى فرق الجهد اللازم لجهد التشغيل لتحويل المُعدِّل من حالة الإيقاف إلى حالة التشغيل. تتغير القدرة الضوئية الخارجة لمُعدِّل MZM باستمرار مع تغير جهد الانحياز. عندما يُولِّد خرج المُعدِّل فرق طور بمقدار 180 درجة، فإن فرق جهد الانحياز المقابل للنقطة الدنيا والنقطة القصوى المجاورة هو جهد نصف الموجة، ووحدته فولت. تُحدَّد هذه المعلمة بناءً على عوامل مثل المادة والهيكل والعملية، وهي معلمة أساسية في...معدِّل MZM.

(2) أقصى جهد انحياز تيار مستمر: أثناء الاستخدام العادي، يجب أن يكون جهد انحياز دخل MZM أقل من هذه القيمة لتجنب تلف الجهاز. وحدته هي فولت. يُستخدم جهد انحياز التيار المستمر للتحكم في حالة انحياز المُعدِّل لتلبية متطلبات التعديل المختلفة.

(3) الحد الأقصى لقيمة إشارة التردد اللاسلكي: أثناء الاستخدام العادي، يجب أن تكون الإشارة الكهربائية الداخلة لجهاز MZM أقل من هذه القيمة لتجنب تلف الجهاز. الوحدة هي V. إشارة التردد اللاسلكي هي إشارة كهربائية يتم تعديلها على حامل بصري.