Кремний фотонды Mach-Zende модуляторымен таныстыруMZM модуляторы
TheМах-зенде модуліr 400G/800G кремний фотоникалық модульдеріндегі таратқыштың ең маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Қазіргі уақытта жаппай өндірілген кремний фотонды модульдерінің таратқыштың соңында модуляторлардың екі түрі бар: Бір түрі - 4 арналы / 8 арналы параллельді тәсіл арқылы 800 Гбит/с деректерді беруді қамтамасыз ететін бір арналы 100 Гбит/с жұмыс режиміне негізделген PAM4 модуляторы және негізінен деректер орталықтарында және Gpus-та қолданылады. Әрине, 100 Гбит/с жылдамдықта жаппай өндірістен кейін EML-мен бәсекелесетін бір арналы 200 Гбит/с кремний фотоникасы Mach-Zeonde модуляторы алыс болмауы керек. Екінші түрі - бұлIQ модуляторықалааралық когерентті оптикалық байланыста қолданылады. Қазіргі кезеңде айтылған когерентті шөгу елордалық магистральдық желідегі мыңдаған километрден 80-ден 120 километрге дейінгі ZR оптикалық модульдерге дейін, тіпті болашақта 10 километрден тұратын LR оптикалық модульдерге дейін болатын оптикалық модульдердің беру қашықтығын білдіреді.
Жоғары жылдамдық принципікремний модуляторларыекі бөлікке бөлуге болады: оптика және электр.
Оптикалық бөлік: Негізгі принцип - Мах-зеунд интерферометрі. Жарық шоғы 50-50 сәулені бөлгіш арқылы өтіп, модулятордың екі иінінде берілуін жалғастыратын энергиясы бірдей екі сәулеге айналады. Қолдардың бірінде фазалық бақылау арқылы (яғни кремнийдің сыну көрсеткіші бір иықтың таралу жылдамдығын өзгерту үшін қыздырғышпен өзгертіледі), соңғы сәуленің комбинациясы екі қолдың шығуында жүзеге асырылады. Кедергі фазасының ұзындығы (екі қолдың шыңдары бір уақытта жететін жерде) және кедергіні жоюға (фазалар айырмашылығы 90° және шыңдары шұңқырларға қарама-қарсы орналасқан) кедергі арқылы қол жеткізуге болады, осылайша жарық қарқындылығын модуляциялау (сандық сигналдарда 1 және 0 деп түсінуге болады). Бұл қарапайым түсінік, сонымен қатар практикалық жұмыста жұмыс нүктесін бақылау әдісі. Мысалы, деректер байланысында біз шыңнан 3дБ төмен нүктеде жұмыс істейміз, ал когерентті байланыста біз жарықсыз жерде жұмыс істейміз. Дегенмен, шығыс сигналын басқару үшін қыздыру және жылуды диссипациялау арқылы фазалар айырмашылығын басқарудың бұл әдісі өте ұзақ уақытты алады және секундына 100Gpbs жіберу талабымызды қанағаттандыра алмайды. Сондықтан, біз модуляция жылдамдығына жетудің жолын табуымыз керек.
Электрлік бөлім негізінен жоғары жиілікте сыну көрсеткішін өзгертуді қажет ететін PN түйісу бөлімінен және электр сигналының жылдамдығына және оптикалық сигналға сәйкес келетін қозғалатын толқын электродының құрылымынан тұрады. Сыну көрсеткішін өзгерту принципі плазмалық дисперсиялық эффект болып табылады, ол еркін тасымалдаушы дисперсия эффектісі ретінде де белгілі. Ол жартылай өткізгіш материалдағы бос тасымалдаушылардың концентрациясы өзгерген кезде материалдың меншікті сыну көрсеткішінің нақты және болжалды бөліктері де сәйкесінше өзгеретін физикалық әсерге жатады. Жартылай өткізгіш материалдардағы тасымалдаушы концентрациясы жоғарылағанда материалдың жұту коэффициенті жоғарылайды, ал сыну көрсеткішінің нақты бөлігі төмендейді. Сол сияқты жартылай өткізгіш материалдардағы тасымалдаушылар азайған кезде жұтылу коэффициенті төмендейді, ал сыну көрсеткішінің нақты бөлігі артады. Мұндай әсермен практикалық қолдануда жоғары жиілікті сигналдарды модуляциялауға жіберу толқын өткізгішіндегі тасымалдаушылар санын реттеу арқылы қол жеткізуге болады. Ақырында 0 және 1 сигналдары жарық қарқындылығының амплитудасына жоғары жылдамдықты электр сигналдарын жүктей отырып, шығыс күйінде пайда болады. Бұған жету жолы - PN түйісуі. Таза кремнийдің бос тасымалдаушылары өте аз, ал санның өзгеруі сыну көрсеткішінің өзгеруін қанағаттандыру үшін жеткіліксіз. Сондықтан сыну көрсеткішінің өзгеруіне қол жеткізу үшін кремнийді қоспалау арқылы трансмиссиялық толқын өткізгіштегі тасымалдаушы базаны ұлғайту қажет, осылайша жоғары жылдамдықты модуляцияға қол жеткізу керек.
Хабарлама уақыты: 12 мамыр 2025 ж