Přímo modulovaná laserová dioda

K modulaci optického výkonu lze použít přímé modulované laserové diody (DML).  V DML je výstupní výkon laseru upraven změnou proudu čerpadla v médiu laserového zisku. Proud čerpadla je řízen signálem elektrického pohonu. Tento typ systému přímé detekce (DD) obvykle používá on-off klíč (OOK). Jinými slovy, proud čerpadla DML se mění pomocí binárních signálů.

Po přenosu optických vláken a fotodetekce přijímač provádí regeneraci hodin a nastaví vhodné prahové hodnoty, aby určila, zda přijímaný symbol je logika 0 nebo 1.

Obecně se nepoužívá adaptivní digitální filtrování; Pokud dojde k rušení intersymbolu, nebude to před rozhodnutím o symbolu zmírněno.

Pro přenos krátké vzdálenosti se navíc obvykle nepoužívá korekce chyb vpřed (FEC).

Výhoda DML spočívá v jeho modulačním procesu prováděném v laserovém zdroji, což eliminuje potřebu optického spojení mezi laserem a modulátorem.

Tato metoda může minimalizovat náklady na výrobu a obaly.

Systémy DD založené na DML jsou vhodné pro 10 GB/s systémy.

Výzkumné a laboratorní demonstrace ukazují, že DML může dosáhnout šířky pásma přesahující 50 GHz a může modulovat data rychlostí přes 100 GB/s.

Aplikace DD systémů založených na DML je však omezena hlavně omezeným vyhynutým poměrem DML a problémy, jako je laserové cvrknutí, které přímo mění laserovou frekvenci.

Pro systémy DD je populárním externím modulátorem elektricky absorbovaný modulátor (EAM).

EAMS se obvykle vyrábějí ve formě polovodičových vlnovodů a jsou vybaveny elektrodami, které aplikují elektrické pole kolmé na směr šíření světelného paprsku.

Aplikované elektrické pole mění optické absorpční spektrum polovodiče (tím mění výstupní výkon modulátoru), vlastnost známé jako efekt Franz-Keldysh.

EAMS mohou pracovat při nízkých hnacích napětích (přibližně 2 V) a poskytovat šířku pásma přesahující 100 GHz.

Mohou být integrovány s distribuovanými lasery zpětné vazby na stejném čipu a tato kombinace laseru a EAM se nazývá elektricky absorbovaný modulátor laser (EML).

Ačkoli EML mají lepší vyhynucí poměry než DML, stále produkují modulační cvrlikání.

Aby se tomu zabránilo, lze použít modulátory Mach-Zehnder (MZMS).

MZM jsou další typ externího modulátoru, který dosahuje modulace intenzity kombinací dvou fázových modulátorů v konfiguraci interferometru Mach-Zehnder.

Pomocí diferenciálního pohonu nebo konfigurací push-pull mohou MZMS dosáhnout modulace bez chirp.