MZM-modulaattoriin perustuva optisen taajuuden ohennuskaavio

Optisen taajuuden ohennuksen kaava, joka perustuuMZM-modulaattori

Optista taajuusdispersiota voidaan käyttää liDAR:inavalonlähdesamanaikaisesti emittoida ja skannata eri suuntiin, ja sitä voidaan käyttää myös 800G FR4:n moniaallonpituisena valonlähteenä, mikä eliminoi MUX-rakenteen. Yleensä moniaallonpituinen valonlähde on joko pienitehoinen tai huonosti pakattu, ja siihen liittyy monia ongelmia. Tänään esitellyllä järjestelmällä on monia etuja, ja siihen voidaan viitata referenssinä. Sen rakennekaavio on esitetty seuraavasti: SuuritehoinenDFB-laserValonlähde on aikatasossa jatkuvatoiminen valo ja taajuudeltaan yksi aallonpituus. Kuljettuaan läpimodulaattoriTietyllä modulaatiotaajuudella fRF syntyy sivukaista, ja sivukaistaväli on moduloitu taajuus fRF. Modulaattori käyttää LNOI-modulaattoria, jonka pituus on 8,2 mm, kuten kuvassa b on esitetty. Pitkän suurteho-osuuden jälkeenvaihemodulaattoriModulaatiotaajuus on myös fRF, ja sen vaiheen on muodostettava RF-signaalin ja valopulssin huippu tai pohja toisiinsa nähden, mikä johtaa suureen sirintään ja siten useampiin optisiin hampaisiin. Modulaattorin DC-esijännite ja modulaatiosyvyys voivat vaikuttaa optisen taajuushajonnan tasaisuuteen.

Matemaattisesti signaali sen jälkeen, kun modulaattori on moduloinut valokentän, on:
Voidaan nähdä, että lähtö-optinen kenttä on optinen taajuusdispersio, jonka taajuusväli on wrf, ja optisen taajuusdispersion hampaan intensiteetti liittyy DFB:n optiseen tehoon. Simuloimalla MZM-modulaattorin läpi kulkevaa valon intensiteettiä jaPM-vaihemodulaattorija sitten FFT:llä saadaan optinen taajuusdispersiospektri. Seuraava kuva esittää tähän simulaatioon perustuvan suoran suhteen optisen taajuuden tasaisuuden ja modulaattorin DC-esijännityksen ja modulaatiosyvyyden välillä.

Seuraava kuva esittää simuloitua spektraalidiagrammia, jossa MZM-esijännitys DC on 0,6π ja modulaatiosyvyys 0,4π, mikä osoittaa, että sen tasaisuus on <5 dB.

Seuraava on MZM-modulaattorin pakkauskaavio, jossa LN on 500 nm paksu, etsaussyvyys on 260 nm ja aaltojohtimen leveys on 1,5 µm. Kultaelektrodin paksuus on 1,2 µm. Ylemmän SIO2-kuoren paksuus on 2 µm.

Seuraavassa on testatun OFC:n spektri, jossa on 13 optisesti harvaa hammasta ja tasaisuus <2,4 dB. Modulaatiotaajuus on 5 GHz ja RF-tehonkesto MZM:ssä ja PM:ssä on vastaavasti 11,24 dBm ja 24,96 dBm. Optisen taajuusdispersion herätteen hampaiden määrää voidaan lisätä lisäämällä PM-RF-tehoa edelleen, ja optisen taajuusdispersion väliä voidaan lisätä lisäämällä modulaatiotaajuutta. kuva
Yllä oleva perustuu LNOI-järjestelmään ja seuraava IIIV-järjestelmään. Rakennekaavio on seuraava: Siru yhdistää DBR-laserin, MZM-modulaattorin, PM-vaihemodulaattorin, SOA:n ja SSC:n. Yksi siru voi saavuttaa tehokkaan optisen taajuuden ohennuksen.

DBR-laserin SMSR on 35 dB, viivanleveys 38 MHz ja viritysalue 9 nm.

MZM-modulaattoria käytetään luomaan 1 mm:n pituinen sivukaista, jonka kaistanleveys on vain 7 GHz @ 3 dB. Pääasiassa rajoitteena on impedanssin epäsuhta ja optinen häviö jopa 20 dB @ -8 B esijännitys.

SOA-pituus on 500 µm, jota käytetään modulaation optisen erotuksen häviön kompensointiin, ja spektraalinen kaistanleveys on 62 nm @ 3 dB @ 90 mA. Lähdössä oleva integroitu SSC parantaa sirun kytkentätehokkuutta (kytkentätehokkuus on 5 dB). Lopullinen lähtöteho on noin −7 dBm.

Optisen taajuusdispersion aikaansaamiseksi käytetty RF-modulaatiotaajuus on 2,6 GHz, teho 24,7 dBm ja vaihemodulaattorin Vpi on 5 V. Alla oleva kuva esittää tuloksena olevaa fotofobista spektriä, jossa on 17 fotofobista hammasta @10 dB ja SNSR yli 30 dB.

Kaavio on tarkoitettu 5G-mikroaaltolähetykseen, ja seuraava kuva esittää valoilmaisimen havaitsemaa spektrikomponenttia, joka voi tuottaa 26G-signaaleja 10 kertaa taajuudeltaan. Sitä ei mainita tässä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tällä menetelmällä generoidulla optisella taajuudella on vakaa taajuusväli, alhainen vaihekohina, suuri teho ja helppo integrointi, mutta siihen liittyy myös useita ongelmia. PM-piirille ladattu RF-signaali vaatii suuren tehon, suhteellisen suuren tehonkulutuksen ja taajuusväliä rajoittaa modulointinopeus, joka voi olla jopa 50 GHz, mikä vaatii FR8-järjestelmässä suuremman aallonpituusvälin (yleensä >10 nm). Rajoitetussa käytössä tehon tasaisuus ei vieläkään riitä.