強度調制、直接探測（IMDD）是中短距離光通信最常見的調制技術，其基本原理是把數字的0/1信息承載在光強度的變化上，常見的強度調制方式有DML、EML、MZ等。

現在在光通信中，DFB激光器是常見的單模半導體光源，其調制帶寬和光譜純度都是不錯的，可以用于高速、遠距離傳輸。一般的DFB激光器是通過改變其驅動電流來對光強度進行調制，采用這種調制方式的激光器稱為DML（Directly Modulated Laser：直接調制激光器）。DML的調制實現方式簡單，成本也比較低，但是這種調制方式對于高性能的應用有幾個缺點：首先器調制帶寬會受限于激光器自身的馳豫振蕩（Relaxing Oscillation，即激光在打開建立穩定的光功率輸出前會有功率的振蕩）頻率，這就制約了其能支持的最高數據速率；同時電流的變化也會引起激光器內部狀態的變化，從而造成波長的飄移；另外為了平衡調制速率和性能，在調制時激光器并不是完全關閉或完全打開的，其消光比（光信號打開和關閉時光功率的對數比值）有限，這些都限制了激光器的調制速率、調制質量和傳輸距離。因此，DML目前主要用于速率30Gbps以下、傳輸距離<10km的應用場合。

為了進一步提高調制速率和調制質量，可以通過外部調制器對光信號進行調制，這就是EML（Electro-absorption Modulated Laser：電吸收調制激光器）。EML是在普通的DFB光源基礎上增加了一個外部的EAM（電吸收調制器：Electro-absorption Modulator）。對于一些更高性能的場合，還會使用MZM（馬赫-曾德調制器：Mach-Zehnder Modulator）。

以EAM調制器為例，此時激光的光源一直工作在打開狀態，其工作電流和輸出功率是穩定的。電調制信號是通過控制EAM上的電壓，進而改變對光的吸收比例來實現對光信號功率的調制，這樣避免了馳豫振蕩和波長飄移的影響。只要EAM器件的調制帶寬、線性度、消光比等性能可以提升，就可以提供比較高的調制質量。EML激光器的調制帶寬可以做到30GHz以上，而且波長穩定度很高，因此常用于10km以上高速率信號的光傳輸場合。但是EML激光器由于增加了EAM器件，其實現成本比較高。下圖是一款集成了DFB激光器和EAM的EML器件實現原理。

對于更高速率（比如>50Gbaud）或者更遠傳輸距離（>40km）的應用中，還可能會用到MZ調制器。MZ調制器通常用鈮酸鋰（LiNbO3）材料制成，在一個平面上包含一對共面的相位調制器，輸入光信號平均分為2個支路，并分別經過這兩個相位調制器再合在一起。鈮酸鋰材料具有電光效應，即在其晶體上施加電場時，其折射率會發生變化。因此，當在MZ調制器其中一個支路上施加電的調制信號時，由于折射率的變化會造成通過這個支路的光的相位的變化；而當發生相位變化的支路的光和另一個支路再合路時，根據兩路光相位差的關系，最后合路后的光信號可能會被加強或者抵消，從而實現了光強的調制。比如，當兩路光相位差正好為180度時，理論上輸出光強為零；而當相位差為零度時，理論上輸出光強最大。下圖是MZ調制器的原理。

隨著調制信號電壓的持續增加，MZ調制器兩個支路的相位差發生周期性變化，因此輸出光的強度也相應周期性變化，通常把輸出光強從最大變化最小（或從最小變化到最大）對應的調制信號的電壓變化稱為半波電壓Vπ（此時兩個支路的相位差變化了π）。如果調制信號的偏置點或者幅度不合適時，輸出信號的消光比和調制質量會有明顯下降。通過適當控制加在調制器上調制的電信號的偏置和幅度，MZ調制器可以實現優異的電光調制性能，但MZ調制器的成本較高，溫度和偏置控制復雜，所以主要用于需要高性能調制信號的場合（如相干通信或波特率超過50Gbaud的遠距離通信場合）。另外，傳統上MZ調制器采用塊狀鈮酸鋰晶體制成，體積較大（長度在幾cm到十幾cm），集成度不好。現在也有一些新的技術在氧化硅的基底上直接生長鈮酸鋰薄膜，體積可以做到百um量級，并且調制帶寬可達60GHz以上，如果能夠產業化會有很大的發展前景。