MZM-modulaatoril põhinev optilise sageduse hõrenemise skeem

Optilise sageduse hõrenemise skeem, mis põhinebMZM-modulaator

Optilist sagedusdispersiooni saab kasutada liDAR-inavalgusallikassamaaegselt kiirgama ja skaneerima erinevates suundades ning seda saab kasutada ka 800G FR4 mitme lainepikkusega valgusallikana, mis välistab MUX-struktuuri. Tavaliselt on mitme lainepikkusega valgusallikas kas väikese võimsusega või halvasti pakendatud ning sellega kaasneb palju probleeme. Täna tutvustatud skeemil on palju eeliseid ja sellele saab viidata. Selle struktuuriskeem on näidatud järgmiselt: suure võimsusegaDFB-laservalgusallikas on ajadomeenis pidevlaineline valgus ja sageduselt üks lainepikkus. Pärast läbimistmodulaatorTeatud modulatsioonisageduse fRF korral tekib külgriba ja külgriba intervall on moduleeritud sagedus fRF. Modulaator kasutab 8,2 mm pikkust LNOI modulaatorit, nagu on näidatud joonisel b. Pärast pikka suure võimsusega lõikufaasimodulaator, on modulatsioonisagedus samuti fRF ja selle faas peab moodustama raadiosagedussignaali ja valgusimpulsi haripunkti või madalseisu üksteise suhtes, mille tulemuseks on suurem säuts ja rohkem optilisi hambaid. Modulaatori alalisvoolu eelpinge ja modulatsioonisügavus võivad mõjutada optilise sagedusdispersiooni tasasust.

Matemaatiliselt on signaal pärast valgusvälja moduleerimist modulaatoriga järgmine:
On näha, et väljundoptiline väli on optiline sagedusdispersioon sagedusintervalliga wrf ja optilise sagedusdispersiooni hamba intensiivsus on seotud DFB optilise võimsusega. Simuleerides MZM modulaatorit läbiva valguse intensiivsust jaPM-faasi modulaatorja seejärel FFT abil saadakse optilise sageduse dispersioonispekter. Järgmisel joonisel on näidatud selle simulatsiooni põhjal otsene seos optilise sageduse tasasuse ja modulaatori alalisvoolu eelpinge ning modulatsiooni sügavuse vahel.

Järgmisel joonisel on kujutatud simuleeritud spektraadiagramm MZM-i eelpingega DC-ga 0,6π ja modulatsioonisügavusega 0,4π, mis näitab, et selle tasasus on <5dB.

Järgnevalt on toodud MZM-modulaatori pakendi diagramm, kus LN on 500 nm paksune, söövitussügavus on 260 nm ja lainejuhi laius on 1,5 μm. Kuldelektroodi paksus on 1,2 μm. Ülemise SIO2 katte paksus on 2 μm.

Järgnevalt on toodud testitud OFC spekter, millel on 13 optiliselt hõredat hammast ja tasasus <2,4 dB. Modulatsioonisagedus on 5 GHz ja raadiosagedusliku võimsuse koormus MZM-is ja PM-is on vastavalt 11,24 dBm ja 24,96 dBm. Optilise sageduse dispersiooni ergastuse hammaste arvu saab suurendada PM-RF võimsuse edasise suurendamise teel ja optilise sageduse dispersiooni intervalli saab suurendada modulatsioonisageduse suurendamise teel. Pilt
Ülaltoodu põhineb LNOI skeemil ja järgnev IIIV skeemil. Struktuuriskeem on järgmine: kiip integreerib DBR-laserit, MZM-modulaatorit, PM-faasimodulaatorit, SOA-d ja SSC-d. Üks kiip suudab saavutada suure jõudlusega optilise sageduse hõrenemise.

DBR-laseri SMSR on 35 dB, joone laius on 38 MHz ja häälestamisvahemik on 9 nm.

MZM-modulaatorit kasutatakse 1 mm pikkuse ja ainult 7 GHz @ 3dB ribalaiusega külgriba genereerimiseks. Peamiselt piirab seda impedantsi mittevastavus, optiline kadu kuni 20 dB @ -8B eelpinge juures.

SOA pikkus on 500 µm, mida kasutatakse modulatsiooni optilise erinevuse kadude kompenseerimiseks, ja spektraalne ribalaius on 62 nm @ 3dB @ 90mA. Väljundis integreeritud SSC parandab kiibi sidestustõhusust (sidestustõhusus on 5dB). Lõplik väljundvõimsus on umbes -7dBm.

Optilise sagedusdispersiooni tekitamiseks kasutatakse raadiosagedusmodulatsiooni sagedust 2,6 GHz, võimsust 24,7 dBm ja faasimodulaatori Vpi on 5 V. Allolev joonis näitab saadud fotofoobset spektrit, millel on 17 fotofoobset hammast pingel 10 dB ja SNSR üle 30 dB.

Skeem on mõeldud 5G mikrolaineülekandeks ja järgmisel joonisel on kujutatud valgusdetektori poolt tuvastatud spektrikomponent, mis suudab genereerida 26G signaale 10 korda suurema sagedusega. Seda siin ei mainita.

Kokkuvõttes on selle meetodi abil genereeritud optilisel sagedusel stabiilne sagedusvahemik, madal faasimüra, suur võimsus ja lihtne integreerimine, kuid esineb ka mitmeid probleeme. PM-ile laaditud raadiosagedussignaal nõuab suurt võimsust, energiatarve on suhteliselt suur ja sagedusvahemik on piiratud modulatsioonikiirusega, mis ulatub kuni 50 GHz-ni, mis nõuab FR8-süsteemis suuremat lainepikkuste vahemikku (üldiselt >10 nm). Piiratud kasutusala tõttu pole võimsuse tasapinnalisus siiski piisav.