Оптикалық жиілікті жұқарту схемасы негізделгенMZM модуляторы
Оптикалық жиілік дисперсиясын liDAR ретінде пайдалануға боладыжарық көзібір мезгілде әртүрлі бағытта сәуле шығару және сканерлеу үшін, сондай-ақ оны 800G FR4 көп толқынды жарық көзі ретінде пайдалануға болады, бұл MUX құрылымын жояды. Әдетте, көп толқынды жарық көзі төмен қуатты немесе жақсы оралмаған болады және көптеген мәселелер туындайды. Бүгін енгізілген схеманың көптеген артықшылықтары бар және оны анықтама ретінде қарастыруға болады. Оның құрылымдық диаграммасы келесідей көрсетілген: Жоғары қуаттыDFB лазеріЖарық көзі уақыт бойынша CW жарық және жиілігі бойынша бір толқын толқыны болып табылады.модуляторБелгілі бір fRF модуляция жиілігімен бүйірлік жолақ пайда болады, ал бүйірлік жолақ аралығы модуляцияланған жиілік fRF болып табылады. Модулятор b суретте көрсетілгендей, ұзындығы 8,2 мм LNOI модуляторын пайдаланады. Жоғары қуатты ұзын кесіндіден кейінфазалық модулятор, модуляция жиілігі де fRF болып табылады, және оның фазасы РЖ сигналы мен жарық импульсінің бір-біріне қатысты шыңын немесе саңылауын жасауы керек, нәтижесінде үлкен шырылдау пайда болады, нәтижесінде оптикалық тістер көбейеді. Тұрақты токтың ығысуы және модулятордың модуляция тереңдігі оптикалық жиілік дисперсиясының жазықтығына әсер етуі мүмкін.
Математикалық тұрғыдан алғанда, жарық өрісі модулятормен модуляцияланғаннан кейінгі сигнал:
Шығыс оптикалық өрісі wrf жиілік аралығы бар оптикалық жиілік дисперсиясы екенін және оптикалық жиілік дисперсиясының тісінің қарқындылығы DFB оптикалық қуатымен байланысты екенін көруге болады. MZM модуляторы арқылы өтетін жарық қарқындылығын модельдеу арқылы жәнеPM фазалық модуляторы, содан кейін FFT, оптикалық жиілік дисперсия спектрі алынады. Келесі суретте осы модельдеуге негізделген оптикалық жиілік жазықтығы мен модулятордың тұрақты ток ығысуы мен модуляция тереңдігі арасындағы тікелей байланыс көрсетілген.
Келесі суретте MZM ығысу тұрақты мәні 0,6π және модуляция тереңдігі 0,4π болатын модельденген спектрлік диаграмма көрсетілген, бұл оның жазықтығы <5 дБ екенін көрсетеді.
Төменде MZM модуляторының пакеттік диаграммасы берілген, LN қалыңдығы 500 нм, ою тереңдігі 260 нм, ал толқын өткізгіштің ені 1,5 мкм. Алтын электродтың қалыңдығы 1,2 мкм. SIO2 жоғарғы қаптамасының қалыңдығы 2 мкм.
Төменде 13 оптикалық сирек тістері және жалпақтығы <2,4 дБ болатын тексерілген OFC спектрі берілген. Модуляция жиілігі 5 ГГц, ал MZM және PM-дегі RF қуат жүктемесі сәйкесінше 11,24 дБм және 24,96 дБм құрайды. Оптикалық жиілік дисперсиясының қоздыру тістерінің санын PM-RF қуатын одан әрі арттыру арқылы көбейтуге болады, ал оптикалық жиілік дисперсиясы аралығын модуляция жиілігін арттыру арқылы арттыруға болады. сурет.
Жоғарыда келтірілгендер LNOI схемасына, ал келесілері IIIV схемасына негізделген. Құрылымдық диаграмма келесідей: Чип DBR лазерін, MZM модуляторын, PM фазалық модуляторын, SOA және SSC біріктіреді. Бір чип жоғары өнімді оптикалық жиілікті жұқартуға қол жеткізе алады.
DBR лазерінің SMSR мәні 35 дБ, сызық ені 38 МГц, ал реттеу диапазоны 9 нм.
MZM модуляторы ұзындығы 1 мм және өткізу жолағының ені небәрі 7 ГГц @ 3 дБ болатын бүйірлік жолақты генерациялау үшін қолданылады. Негізінен импеданс сәйкессіздігімен, оптикалық шығын 20 дБ @ -8B ығысуына дейін шектеледі.
SOA ұзындығы 500 мкм, ол модуляциялық оптикалық айырмашылықтың жоғалуын өтеу үшін қолданылады, ал спектрлік өткізу қабілеттілігі 62 нм @ 3 дБ @ 90 мА құрайды. Шығыстағы интеграцияланған SSC чиптің байланыс тиімділігін арттырады (байланыстыру тиімділігі 5 дБ). Соңғы шығыс қуаты шамамен −7 дБм құрайды.
Оптикалық жиілік дисперсиясын алу үшін қолданылатын РЖ модуляция жиілігі 2,6 ГГц, қуаты 24,7 дБм және фазалық модулятордың Vpi мәні 5 В құрайды. Төмендегі суретте 10 дБ-да 17 фотофобты тістері бар және 30 дБ-дан жоғары SNSR бар фотофобты спектр көрсетілген.
Бұл схема 5G микротолқынды таратуға арналған, ал келесі суретте жарық детекторымен анықталған спектр компоненті көрсетілген, ол жиіліктен 10 есе көп 26G сигналдарын шығара алады. Мұнда ол көрсетілмеген.
Қорытындылай келе, бұл әдіспен жасалған оптикалық жиілік тұрақты жиілік аралығына, төмен фазалық шуылға, жоғары қуатқа және оңай интеграциялануға ие, бірақ сонымен қатар бірнеше мәселелер бар. PM-ге жүктелген RF сигналы үлкен қуатты, салыстырмалы түрде үлкен қуат тұтынуды қажет етеді, ал жиілік аралығы модуляция жылдамдығымен шектеледі, 50 ГГц-ке дейін, бұл FR8 жүйесінде үлкен толқын ұзындығы аралығын (әдетте >10 нм) қажет етеді. Қолданылуы шектеулі, қуаттың тегістігі әлі де жеткіліксіз.
Жарияланған уақыты: 19 наурыз 2024 ж.