Trong phần này chúng ta tìm hiểu về hai bộ điều chế sử dụng trong kiểu điều chế ngoài: Mach-Zehnder Modulator và Electroabsorption Modulator.
a. Mach-Zehnder Modulator
Mach-Zehnder Modulator là bộ điều chế giao thoa kế chế tạo từ vật liệu LiNbO3 (Lithium Niobate), là loại vật liệu có chiết suất phụ thuộc vào điện áp phân cực. Ánh
sáng do laser phát ra đi vào bộ giao thoa kế đƣợc chia thành hai phần bằng nhau. Khi khơng có điện áp phân cực thì ở đầu ra của bộ giao thoa, hai thành phần này không bị dịch pha và kết hợp với nhau tạo thành sóng ánh sáng có dạng nhƣ ban đầu. Khi có điện áp phân cực thì ở đầu ra của bộ giao thoa, hai thành phần này lệch pha 180o và triệt tiêu lẫn nhau, có nghĩa là ánh sáng đã đƣợc điều biến về cƣờng độ. Sự lệch pha giữa hai thành phần ánh sáng là do vận tốc khác nhau trên hai đƣờng đi có chiết suất khác nhau (vận tốc của ánh sáng phụ thuộc vào chiết suất của môi trƣờng ánh sáng truyền qua). Độ lệch pha giữa hai thành phần này cũng có thể điều khiển đƣợc bằng cách hiệu chỉnh điện áp phân cực. Bộ điều chế Mach-Zehnder đƣợc chia làm 2 loại, loại một cực và loại hai cực:
Bộ điều chế giao thoa Mach-Zehnder một cực (Single-Drive Mach-Zehnder Interferometer Modulator – SDMZIM):
Hai ống dẫn sóng chia đơi tín hiệu quang vào, một trong hai tín hiệu quang đƣợc điều chế bởi điện áp v(t), sau đó hai tín hiệu quang đƣợc cộng lại tại đầu ra. Ta có cơng thức sau xác định tín hiệu quang tại đầu ra [8]:
* ( )+ , (2.2)
với Vπ là điện áp phân cực ngƣỡng, sao cho nếu đặt v(t) = Vπ thì độ dịch pha giữa hai
tín hiệu bằng π, Vπ càng nhỏ thì càng tốt.
Nếu v(t) = 0 thì độ dịch pha giữa 2 tín hiệu bằng 0, đầu ra có tín hiệu quang (ON):
* ( )+ [ ] .
Nếu v(t) = Vπ thì độ dịch pha giữa 2 tín hiệu bằng π, đầu ra khơng có tín hiệu
quang (OFF): [ ( )] [ ] [ ] [ ] . +v(t) -v(t) Tín hiệu quang vào Tín hiệu quang ra