Shema optičkog razrjeđivanja frekvencije bazirana na MZM modulatoru

Shema stanjivanja optičkih frekvencija na osnovuMZM modulator

Optička disperzija frekvencije može se koristiti kao liDARizvor svjetlostida istovremeno emituje i skenira u različitim smjerovima, a može se koristiti i kao viševalni izvor svjetlosti od 800G FR4, eliminirajući MUX strukturu. Obično je viševalni izvor svjetlosti ili male snage ili nije dobro upakovan, i ima mnogo problema. Šema koja je danas uvedena ima mnoge prednosti i može se pozvati za referencu. Dijagram njegove strukture je prikazan na sljedeći način: Visoka snagaDFB laserizvor svjetlosti je CW svjetlo u vremenskom domenu i jedna talasna dužina u frekvenciji. Nakon prolaska kroz amodulatorsa određenom frekvencijom modulacije fRF, bočni pojas će se generirati, a interval bočne trake je modulirana frekvencija fRF. Modulator koristi LNOI modulator dužine 8,2 mm, kao što je prikazano na slici b. Nakon duge dionice velike snagefazni modulator, frekvencija modulacije je također fRF, a njena faza treba da napravi vrh ili korito RF signala i svjetlosnog impulsa u odnosu jedan prema drugom, što rezultira velikim cvrkutom, što rezultira više optičkih zubaca. DC bias i dubina modulacije modulatora mogu uticati na ravnost disperzije optičke frekvencije.

Matematički, signal nakon što je svjetlosno polje modulirano modulatorom je:
Vidi se da je izlazno optičko polje optička frekventna disperzija sa frekvencijskim intervalom od wrf, a intenzitet zupca optičke disperzije frekvencije povezan je sa optičkom snagom DFB. Simulacijom intenziteta svjetlosti koji prolazi kroz MZM modulator iPM fazni modulator, a zatim FFT, dobija se spektar optičke frekvencijske disperzije. Sljedeća slika pokazuje direktnu vezu između ravnosti optičke frekvencije i DC pristranosti modulatora i dubine modulacije na osnovu ove simulacije.

Sljedeća slika prikazuje simulirani spektralni dijagram sa MZM biasom DC od 0,6π i dubinom modulacije od 0,4π, što pokazuje da je njegova ravnost <5dB.

Slijedi dijagram pakovanja MZM modulatora, LN je debljine 500nm, dubina jetkanja je 260nm, a širina talasovoda je 1,5um. Debljina zlatne elektrode je 1,2um. Debljina gornje obloge SIO2 je 2um.

Slijedi spektar testiranog OFC-a, sa 13 optički rijetkih zubaca i ravnošću <2,4dB. Frekvencija modulacije je 5 GHz, a opterećenje RF snage u MZM i PM je 11,24 dBm i 24,96 dBm respektivno. Broj zubaca disperzije optičke frekvencije može se povećati daljim povećanjem PM-RF snage, a interval disperzije optičke frekvencije može se povećati povećanjem frekvencije modulacije. slika
Gore navedeno je bazirano na LNOI šemi, a sljedeće na IIIV šemi. Strukturni dijagram je sljedeći: Čip integrira DBR laser, MZM modulator, PM fazni modulator, SOA i SSC. Jedan čip može postići razrjeđivanje optičke frekvencije visokih performansi.

SMSR DBR lasera je 35dB, širina linije je 38MHz, a opseg podešavanja je 9nm.

MZM modulator se koristi za generisanje bočnog pojasa dužine 1 mm i širine pojasa od samo 7GHz@3dB. Uglavnom ograničeno neusklađenošću impedancije, optički gubitak do 20dB@-8B bias

Dužina SOA je 500µm, koja se koristi za kompenzaciju gubitka optičke razlike modulacije, a širina spektra je 62nm@3dB@90mA. Integrisani SSC na izlazu poboljšava efikasnost spajanja čipa (efikasnost spajanja je 5dB). Konačna izlazna snaga je oko −7dBm.

Da bi se proizvela optička disperzija frekvencije, korištena frekvencija RF modulacije je 2,6 GHz, snaga je 24,7 dBm, a Vpi faznog modulatora je 5 V. Slika ispod je rezultirajući fotofobni spektar sa 17 fotofobnih zuba @10dB i SNSR višim od 30dB.

Šema je namijenjena za 5G mikrovalni prijenos, a sljedeća slika je komponenta spektra koju detektor svjetlosti detektuje, a koji može generirati 26G signale 10 puta veću od frekvencije. Ovdje nije navedeno.

Ukratko, optička frekvencija generirana ovom metodom ima stabilan frekvencijski interval, nizak fazni šum, veliku snagu i laku integraciju, ali postoji i nekoliko problema. RF signal učitan na PM zahtijeva veliku snagu, relativno veliku potrošnju energije, a frekvencijski interval je ograničen stopom modulacije, do 50GHz, što zahtijeva veći interval talasne dužine (generalno >10nm) u FR8 sistemu. Ograničena upotreba, snaga ravnosti još uvijek nije dovoljna.