Un modulador de electroabsorción (EAM) es un dispositivo semiconductor que se puede utilizar para modular la intensidad de un rayo láser a través de un voltaje eléctrico. Su principio de funcionamiento se basa en el efecto Franz-Keldysh , es decir, un cambio en el espectro de absorción causado por un campo eléctrico aplicado, que cambia la energía de la banda prohibida (por lo tanto, la energía del fotón de un borde de absorción) pero generalmente no involucra la excitación. de portadores por el campo eléctrico.
Para moduladores en telecomunicaciones, se desean voltajes de modulación y tamaño pequeño. El EAM es candidato para su uso en enlaces de modulación externos en telecomunicaciones. Estos moduladores se pueden realizar utilizando materiales semiconductores a granel o materiales con múltiples puntos o pozos cuánticos .
La mayoría de los EAM se fabrican en forma de guía de ondas con electrodos para aplicar un campo eléctrico en una dirección perpendicular al haz de luz modulado. Para lograr una alta tasa de extinción, generalmente se aprovecha el efecto Stark confinado cuántico (QCSE) en una estructura de pozo cuántico.
En comparación con un modulador electroóptico (EOM), un EAM puede funcionar con voltajes mucho más bajos (unos pocos voltios en lugar de diez voltios o más). Pueden funcionar a muy alta velocidad; Se puede lograr un ancho de banda de modulación de decenas de gigahercios, lo que hace que estos dispositivos sean útiles para la comunicación por fibra óptica . Una característica conveniente es que un EAM se puede integrar con un diodo láser de retroalimentación distribuida en un solo chip para formar un transmisor de datos en forma de circuito integrado fotónico . En comparación con la modulación directa del diodo láser , se puede obtener un mayor ancho de banda y un menor chirrido .
El pozo cuántico de semiconductores EAM se usa ampliamente para modular la radiación del infrarrojo cercano (NIR) a frecuencias por debajo de 0,1 THz. Aquí, la absorción NIR del pozo cuántico no dopado fue modulada por un campo eléctrico fuerte con frecuencias entre 1,5 y 3,9 THz. El campo THz acopló dos estados excitados ( excitones ) de los pozos cuánticos , como se manifiesta por una nueva línea de absorción NIR dependiente de la frecuencia y la potencia de THz. El campo THz generó una superposición cuántica coherente de un excitón absorbente y no absorbente . Esta coherencia cuántica puede generar nuevas aplicaciones para los moduladores de pozos cuánticos en las comunicaciones ópticas.
Recientemente, los avances en el crecimiento de cristales han desencadenado el estudio de puntos cuánticos autoorganizados . Dado que el EAM requiere un tamaño pequeño y voltajes de modulación bajos, la posibilidad de obtener puntos cuánticos con coeficientes de electro-absorción mejorados los hace atractivos para tal aplicación.
Ver también
Referencias
- SG Carter, Coherencia cuántica en un modulador óptico , Science 310 (2005) 651
- IB Akca, Caracterización electroóptica y electroabsorción de guías de onda de punto cuántico InAs , Opt. Exp. 16 (2008) 3439
- X. Xu, Espectroscopia óptica coherente de un punto cuántico impulsado por Strongle , Science 317 (2007) 929