Skim penipisan frekuensi optik berdasarkan modulator MZM

Satu skim penipisan frekuensi optik berdasarkanModulator MZM

Penyebaran frekuensi optik boleh digunakan sebagai liDARsumber cahayauntuk memancarkan dan mengimbas secara serentak dalam arah yang berbeza, dan ia juga boleh digunakan sebagai sumber cahaya berbilang panjang gelombang 800G FR4, menghapuskan struktur MUX. Biasanya, sumber cahaya berbilang panjang gelombang sama ada berkuasa rendah atau tidak dibungkus dengan baik, dan terdapat banyak masalah. Skema yang diperkenalkan hari ini mempunyai banyak kelebihan dan boleh dirujuk untuk rujukan. Gambarajah strukturnya ditunjukkan seperti berikut: Kuasa tinggiLaser DFBSumber cahaya ialah cahaya CW dalam domain masa dan panjang gelombang tunggal dalam frekuensi. Selepas melaluimodulatordengan frekuensi modulasi tertentu fRF, jalur sisi akan dijana, dan selang jalur sisi ialah frekuensi termodulat fRF. Modulator menggunakan modulator LNOI dengan panjang 8.2mm, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah b. Selepas bahagian panjang kuasa tinggimodulator fasa, frekuensi modulasi juga fRF, dan fasanya perlu membuat puncak atau palung isyarat RF dan denyutan cahaya relatif antara satu sama lain, menghasilkan kicauan yang besar, menghasilkan lebih banyak gigi optik. Bias DC dan kedalaman modulasi modulator boleh mempengaruhi kerataan penyebaran frekuensi optik.

Secara matematik, isyarat selepas medan cahaya dimodulasi oleh modulator ialah:
Dapat dilihat bahawa medan optik output ialah penyebaran frekuensi optik dengan selang frekuensi wrf, dan keamatan gigi penyebaran frekuensi optik berkaitan dengan kuasa optik DFB. Dengan mensimulasikan keamatan cahaya yang melalui modulator MZM danModulator fasa PM, dan kemudian FFT, spektrum penyebaran frekuensi optik diperoleh. Rajah berikut menunjukkan hubungan langsung antara kerataan frekuensi optik dan bias DC modulator dan kedalaman modulasi berdasarkan simulasi ini.

Rajah berikut menunjukkan gambarajah spektrum simulasi dengan bias MZM DC sebanyak 0.6π dan kedalaman modulasi sebanyak 0.4π, yang menunjukkan bahawa kerataannya ialah <5dB.

Berikut ialah gambarajah pakej modulator MZM, LN setebal 500nm, kedalaman etsa ialah 260nm, dan lebar pandu gelombang ialah 1.5um. Ketebalan elektrod emas ialah 1.2um. Ketebalan pelapisan atas SIO2 ialah 2um.

Berikut adalah spektrum OFC yang diuji, dengan 13 gigi optik jarang dan kerataan <2.4dB. Frekuensi modulasi ialah 5GHz, dan beban kuasa RF dalam MZM dan PM masing-masing ialah 11.24 dBm dan 24.96dBm. Bilangan gigi pengujaan penyebaran frekuensi optik boleh ditingkatkan dengan meningkatkan lagi kuasa PM-RF, dan selang penyebaran frekuensi optik boleh ditingkatkan dengan meningkatkan frekuensi modulasi. gambar
Perkara di atas adalah berdasarkan skema LNOI, dan yang berikut adalah berdasarkan skema IIIV. Gambarajah struktur adalah seperti berikut: Cip ini mengintegrasikan laser DBR, modulator MZM, modulator fasa PM, SOA dan SSC. Satu cip boleh mencapai penipisan frekuensi optik berprestasi tinggi.

SMSR laser DBR ialah 35dB, lebar talian ialah 38MHz, dan julat talaan ialah 9nm.

Modulator MZM digunakan untuk menjana jalur sisi dengan panjang 1mm dan lebar jalur hanya 7GHz@3dB. Terutamanya dihadkan oleh ketidakpadanan impedans, kehilangan optik sehingga bias 20dB@-8B.

Panjang SOA ialah 500µm, yang digunakan untuk mengimbangi kehilangan perbezaan optik modulasi, dan lebar jalur spektrum ialah 62nm@3dB@90mA. SSC bersepadu pada output meningkatkan kecekapan gandingan cip (kecekapan gandingan ialah 5dB). Kuasa output akhir ialah kira-kira −7dBm.

Untuk menghasilkan penyebaran frekuensi optik, frekuensi modulasi RF yang digunakan ialah 2.6GHz, kuasa ialah 24.7dBm, dan Vpi modulator fasa ialah 5V. Rajah di bawah ialah spektrum fotofobik yang terhasil dengan 17 gigi fotofobik @10dB dan SNSR lebih tinggi daripada 30dB.

Skema ini bertujuan untuk penghantaran gelombang mikro 5G, dan rajah berikut ialah komponen spektrum yang dikesan oleh pengesan cahaya, yang boleh menjana isyarat 26G sebanyak 10 kali ganda frekuensi. Ia tidak dinyatakan di sini.

Secara ringkasnya, frekuensi optik yang dijana oleh kaedah ini mempunyai selang frekuensi yang stabil, hingar fasa rendah, kuasa tinggi dan integrasi yang mudah, tetapi terdapat juga beberapa masalah. Isyarat RF yang dimuatkan pada PM memerlukan kuasa yang besar, penggunaan kuasa yang agak besar, dan selang frekuensi dihadkan oleh kadar modulasi, sehingga 50GHz, yang memerlukan selang panjang gelombang yang lebih besar (umumnya >10nm) dalam sistem FR8. Penggunaan terhad, kerataan kuasa masih tidak mencukupi.