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, ravnost snage još uvijek nije dovoljna.