Šema optičkog prorjeđivanja frekvencije zasnovana naMZM modulator
Optička frekventna disperzija može se koristiti kao liDARizvor svjetlostida istovremeno emituje i skenira u različitim smjerovima, a može se koristiti i kao izvor svjetlosti s više valnih dužina od 800G FR4, eliminirajući MUX strukturu. Obično je izvor svjetlosti s više valnih dužina ili male snage ili nije dobro pakiran, te postoji mnogo problema. Šema predstavljena danas ima mnoge prednosti i može se koristiti kao referenca. Njen strukturni dijagram prikazan je na sljedeći način: Izvor velike snageDFB laserIzvor svjetlosti je kontinuirana svjetlost u vremenskom domenu i jedna talasna dužina u frekvenciji. Nakon prolaska krozmodulatorSa određenom modulacijskom frekvencijom fRF, generirat će se bočni pojas, a interval bočnog pojasa je modulirana frekvencija fRF. Modulator koristi LNOI modulator dužine 8,2 mm, kao što je prikazano na slici b. Nakon dugog dijela velike snagefazni modulator, modulacijska frekvencija je također fRF, a njena faza treba da formira vrh ili dolinu RF signala i svjetlosnog impulsa u odnosu jedan na drugi, što rezultira velikim cvrkutom, a samim tim i većim brojem optičkih zubaca. DC pristranost i dubina modulacije modulatora mogu uticati na ravnost optičke frekventne disperzije.
Matematički, signal nakon što modulator modulira svjetlosno polje je:
Može se vidjeti da izlazno optičko polje predstavlja optičku frekventnu disperziju sa frekventnim intervalom od wrf, a intenzitet zuba optičke frekventne disperzije je povezan sa optičkom snagom DFB-a. Simuliranjem intenziteta svjetlosti koja prolazi kroz MZM modulator iPM fazni modulator, a zatim FFT-om, dobija se spektar disperzije optičke frekvencije. Sljedeća slika prikazuje 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 pristranošću DC od 0.6π i dubinom modulacije od 0.4π, što pokazuje da je njegova ravnost <5dB.
Slijedeća dijagramska slika pakovanja MZM modulatora je: LN je debljine 500 nm, dubina nagrizanja je 260 nm, a širina talasovoda je 1,5 μm. Debljina zlatne elektrode je 1,2 μm. Debljina gornjeg sloja SIO2 je 2 μm.
Slijedeći spektar je testirani OFC, sa 13 optički rijetkih zubaca i ravnošću <2,4 dB. Modulacijska frekvencija je 5 GHz, a RF opterećenje snage u MZM-u i PM-u je 11,24 dBm odnosno 24,96 dBm. Broj zubaca pobude optičke frekventne disperzije može se povećati daljnjim povećanjem PM-RF snage, a interval optičke frekventne disperzije može se povećati povećanjem modulacijske frekvencije. slika
Gore navedeno je zasnovano na LNOI shemi, a sljedeće na IIIV shemi. Strukturni dijagram je sljedeći: Čip integriše DBR laser, MZM modulator, PM fazni modulator, SOA i SSC. Jedan čip može postići visokoperformansno optičko prorjeđivanje frekvencije.
SMSR DBR lasera je 35dB, širina linije je 38MHz, a opseg podešavanja je 9nm.
MZM modulator se koristi za generiranje bočnog pojasa dužine 1 mm i propusnog opsega od samo 7 GHz@3 dB. Uglavnom je ograničen neusklađenošću impedanse, optičkim gubitkom do 20 dB@-8 B pristranosti.
Dužina SOA je 500µm, što se koristi za kompenzaciju gubitka optičke razlike u modulaciji, a spektralna širina pojasa je 62nm@3dB@90mA. Integrisani SSC na izlazu poboljšava efikasnost sprege čipa (efikasnost sprege je 5dB). Konačna izlazna snaga je oko -7dBm.
Da bi se proizvela optička disperzija frekvencija, korištena RF modulacijska frekvencija je 2,6 GHz, snaga je 24,7 dBm, a Vpi faznog modulatora je 5 V. Slika ispod prikazuje rezultujući fotofobni spektar sa 17 fotofobnih zubaca pri 10 dB i SNSR-om većim od 30 dB.
Šema je namijenjena za 5G mikrotalasni prenos, a sljedeća slika prikazuje spektralnu komponentu koju detektuje detektor svjetlosti, koji može generisati 26G signale na 10 puta većoj frekvenciji. Ovdje nije navedena.
Ukratko, optička frekvencija generirana ovom metodom ima stabilan frekventni interval, nizak fazni šum, veliku snagu i jednostavnu integraciju, ali postoji i nekoliko problema. RF signal učitan na PM zahtijeva veliku snagu, relativno veliku potrošnju energije, a frekventni interval je ograničen brzinom modulacije, do 50 GHz, što zahtijeva veći interval valnih dužina (obično >10 nm) u FR8 sistemu. Ograničena upotreba, ravnost snage i dalje nije dovoljna.
Vrijeme objave: 19. mart 2024.