Magnitooptik modulyatorlar

|
Magnitooptik modulyatorlar
|
bet | 86/160 | Sana | 13.01.2024 | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)Magnitooptik modulyatorlar
Modulatorlarni tayyorlash uchun magnitooptik modalar, masa- lan, ferritgranat yoki uch bromli xromlardan ham foydalanish mumkin. Magnitooptik modulyatorlarning ish prinsipi Faradey effektidan foydalanishga asoslangan.
Bu effektning rhohiyati 6.1-§ da qayd etilganidek, yorug‘lik nurlanishi magnit maydoniga joylashtirilgan aktiv muhit bo‘yicha tarqalishi jarayonida uning qutblanish tekisligi buriladi. Tahlillagich qutblanish yo‘nalishi o'zgarishlarining amplituda o‘zgarishlariga aylanishini ta’minlaydi (6.10-rasm). Biroq magnitooptik modulya- torlaming tezkorligi elektrooptik modulyatorlarga nisbatan ancha past. Ularning chegaraviy chastotasi 104 GHz dan oshmaydi. Bun- dan tashqari, magnitooptik modulyatorlarni boshqarish uchun katta kuchlanganlikka ega bo‘lgan magnit maydoni talab etiladi. Modu- lyatsiya chuqurligining kamligi va optik nurlanishning magnitooptik modalardagi kuchli yutilishi ham magnitooptik modulyatorlarning qo'llanishini cheklovchi omillardan hisoblanadi.
rasm. Magnitooptik modulyatorning tuzilish sxemasi:
— aktiv muhit (magnitooptik moda); 2 — induksiyalovchi g'altak;
3 ~ qutblagich; 4 — tahlillagich (analizator); 5 — linza.
Yupqa pardali va yarimo‘tkazgichli modulyatorlar
Mikrooptoelektronikada, jumladan, optik aloqa tizimlarida qo‘llash uchun 6.2-§ da ko‘rib ohilgan fizik hodisalardan foydalanishga asoslangan yupqa pardali modulyatorlar ■ eng istiqbolli hisoblanadi. Elektrooptik hodisalar sodir bo‘ladigan modalar sifatida litiy niobati va tantalati hamda ularning qorishmalaridan foyda- laniladi. Yupqa pardali modulyatorlar yaratishda chegaraviy chastotani bu turdagi asbobning hajmiy analoglaridagiga nisbatan oshirish mumkin bo‘ladi (108) Hz gacha. Bu turdagi modulyatorlar kichik qiymatli kuchlanish bilan boshqariladi.
199
www.ziyouz.com kutubxonasi
Optik aloqa tizimlarida yarimo'tkazgichli modulyatorlardan ham ■
foydalaniladi. 1
Yarimo‘tkazgichli p-n o‘tishlarda teskari yo‘nalishda qo'yilgan '
kuchlanish ta’sirida hajmiy zaryad sohasida erkin zaryad ; tashuvchilar konsentratsiyaning o'zgarishi tufayli chiziqli elektro- optik effekt sodir bo‘ladi. Bu hoi dielektrik singdiruvchanlik, demak, sindirish ko‘rsatkichining modulyatsiyalanishiga sabab bo‘ladi (6.11- rasm).
Nurlanishni p-n o‘tish tekisligi bo‘ylab yupqa qatlamga kiritish 1 zarur bo‘lgani uchun bu effektni hajmiy modulyatorlarda ro'yobga 1 chiqarish qiyinchilik tug‘diradi. Yupqa pardali tuzilmalarda bu talab oson bajariladi. GaAs, GaP kabi yarimo'tkazgichlardan foyda- I lanilganida boshqarish kuchlanishining qiymatini bir necha voltgacha j kamaytirish mumkin.
Yarimo‘tkazgichlarda yorug‘lik nurlanishining yutilishi ikki xil mexanizm asosida — erkin zaryad tashuvchilarning bir energetik i sathdan boshqa energetik sathga o'tishi yoki elektronlarning valent j energetik sohasidan o‘tkazuvchanlik energetik sohasiga o‘tishi hisobiga yuz beradi. i
Yarimo‘tkazgichlarda yorug‘lik nurlanishi yutilishining xuddi shu mexanizmlari nurlanish intensivligini modulyatsiyalashda amaliy qollanish topdi.
Yorug‘lik nurlanishining erkin zaryad tashuvchilarda yutilishi jarayoniga asoslangan bu turdagi modulyatorlarda zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi ularning p-n o‘tish orqali injeksiyasi bilan boshqariladi.
. O‘z-o‘zidan ravshanki, erkin zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi qanchalik keng oraliqda o‘zgarsa, yarimo‘tkazgichning optik zichligi, demak, modulyatsiya chuqurligi shunchalik katta bo‘ladi. Biroq zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining o‘zgarishi tuzilmaning boshqa parametrlariga ham ta’sir etadi, masalan, zaryad tashuvchilarning o‘rtacha yashash vaqti ortadi. Bu hoi chegaraviy modulyatsiya chastotasining 105 — IO6 Hz largacha kamayishiga olib keladi.
• Ishchi kuchlanishining kichik qiymatlarr (bir necha volt), tuzilishining soddaligi, ishonchlilik, texnologik maqbullik bu turdagi modutyatorlarning afzalliklaridan hisoblanadi.
200
www.ziyouz.com kutubxonasi
6.11-rasm. Modulyatsiya chuqurligining yorug‘Iik nurlanishi yutilishi
chuqurligiga bog‘Iiqligi
Kremniyli optik modulyatorlar
2004-yilning fevralida «Intel» kompaniyasi kremniyli fotonika sohasida yangi yutuqqa erishdi — 1 GHz chastotali fazaviy optik modulyatorni ishlab chiqdi va namoyish etdi. Yorug‘likning erkin zaryad tashuvchilarda sochilishiga asoslangan bu turdagi modulyator o'zining tuzilishiga ko‘ra ko‘p jihatdan komplementar metall- dielektrik-yarimo‘tkazkichli tranzistorni eslatadi. 6.12-rasmda ana shu turdagi optik modulyatorning tuzilishi ko‘rsatilgan.
Dielektrik (kremniy II oksidli) qatlamli kremniy kristalidan iborat taglikda n turdagi kremniy kristali joylashtiriladi. Shundan so‘ng markazida to‘lqin uzatkich vazifasini o‘taydigan p turdagi kremniy polikristali qatlami joylashgan kremniy II oksidi keladi. Bu qatlam n turdagi kremniy kristalidan qalinligi atigi 120 angstrem- ga teng bo'lgan juda yupqa dielektrik qatlam bilan ajratiladi. Yorug‘likning metall kontaktda sochilishini kamaytirish uchun bu kontaktlar kremniy oksidi qatlamidan to‘lqin uzatkichning ikki tomonidan yupqa kremniy polikristali qatlami bilan ajratiladi.
Boshqaruvchi elektrodga musbat kuchlanish qo'yilganida dielektrikli boshqaruvchi elektrod (qulfjning ikkala tomonida zaryad
201
www.ziyouz.com kutubxonasi
|
| |