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 lähtöoptinen 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 10 kertaa taajuisia 26G-signaaleja. 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.