Optik frekans inceltme şeması,MZM modülatörü
Optik frekans dağılımı bir liDAR olarak kullanılabilirışık kaynağıAynı anda farklı yönlerde yayın ve tarama yapabilir ve ayrıca MUX yapısını ortadan kaldırarak 800G FR4 çok dalga boylu bir ışık kaynağı olarak da kullanılabilir. Genellikle, çok dalga boylu ışık kaynağı düşük güçlüdür veya iyi paketlenmemiştir ve birçok soruna yol açar. Bugün tanıtılan şemanın birçok avantajı vardır ve referans olarak kullanılabilir. Yapı şeması aşağıdaki gibidir: Yüksek güçlüDFB lazerışık kaynağı zaman alanında sürekli dalga ışığı ve frekansta tek dalga boyudur. Bir ışık kaynağından geçtikten sonramodülatörBelirli bir modülasyon frekansı fRF ile yan bant oluşturulacak ve yan bant aralığı, modüle edilmiş frekans fRF olacaktır. Modülatör, Şekil b'de gösterildiği gibi 8,2 mm uzunluğunda bir LNOI modülatörü kullanmaktadır. Uzun bir yüksek güçlü modülasyon bölümünden sonrafaz modülatörüModülasyon frekansı da fRF'dir ve fazının, RF sinyali ile ışık darbesinin birbirine göre tepe veya çukur noktasını oluşturması gerekir; bu da büyük bir cıvıltıya ve daha fazla optik dişe yol açar. Modülatörün DC öngerilimi ve modülasyon derinliği, optik frekans dağılımının düzgünlüğünü etkileyebilir.
Matematiksel olarak, ışık alanı modülatör tarafından modüle edildikten sonra sinyal şu şekildedir:
Çıkış optik alanının wrf frekans aralığına sahip bir optik frekans dağılımı olduğu ve optik frekans dağılımı dişinin yoğunluğunun DFB optik gücüyle ilişkili olduğu görülebilir. MZM modülatöründen geçen ışık yoğunluğunu simüle ederek,PM faz modülatörüve ardından FFT ile optik frekans dağılım spektrumu elde edilir. Aşağıdaki şekil, bu simülasyona dayalı olarak optik frekans düzlüğü ile modülatör DC önyargısı ve modülasyon derinliği arasındaki doğrudan ilişkiyi göstermektedir.
Aşağıdaki şekil, 0,6π'lik MZM önyargı DC ve 0,4π'lik modülasyon derinliğine sahip simüle edilmiş spektral diyagramı göstermektedir; bu, düzlüğünün <5dB olduğunu göstermektedir.
Aşağıda MZM modülatörünün paket diyagramı yer almaktadır. LN 500 nm kalınlığında, aşındırma derinliği 260 nm ve dalga kılavuzu genişliği 1,5 um'dur. Altın elektrotun kalınlığı 1,2 um'dur. Üst kaplama SIO2'nin kalınlığı ise 2 um'dur.
Aşağıda, 13 optik olarak seyrek dişe ve <2,4 dB düzlüğe sahip test edilen OFC'nin spektrumu yer almaktadır. Modülasyon frekansı 5 GHz olup, MZM ve PM'deki RF güç yüklemesi sırasıyla 11,24 dBm ve 24,96 dBm'dir. Optik frekans dağılım uyarımının diş sayısı, PM-RF gücü daha da artırılarak artırılabilir ve optik frekans dağılım aralığı, modülasyon frekansı artırılarak uzatılabilir.
Yukarıdaki şema LNOI şemasına, aşağıdaki şema ise IIIV şemasına dayanmaktadır. Yapı şeması aşağıdaki gibidir: Çip, DBR lazer, MZM modülatör, PM faz modülatör, SOA ve SSC'yi entegre eder. Tek bir çip, yüksek performanslı optik frekans inceltme sağlayabilir.
DBR lazerin SMSR değeri 35dB, hat genişliği 38MHz ve ayar aralığı 9nm’dir.
MZM modülatörü, 1 mm uzunluğunda ve yalnızca 7 GHz@3 dB bant genişliğinde yan bant üretmek için kullanılır. Esas olarak empedans uyumsuzluğu ve 20 dB@-8 B önyargıya kadar optik kayıpla sınırlıdır.
Modülasyon optik fark kaybını telafi etmek için kullanılan SOA uzunluğu 500 µm'dir ve spektral bant genişliği 62 nm@3dB@90mA'dir. Çıkıştaki entegre SSC, çipin kuplaj verimliliğini artırır (kuplaj verimliliği 5 dB'dir). Son çıkış gücü yaklaşık -7 dBm'dir.
Optik frekans dağılımını sağlamak için kullanılan RF modülasyon frekansı 2,6 GHz, güç 24,7 dBm ve faz modülatörünün Vpi'si 5 V'tur. Aşağıdaki şekil, 10 dB'de 17 fotofobik diş ve 30 dB'den yüksek SNSR ile elde edilen fotofobik spektrumu göstermektedir.
Şema 5G mikrodalga iletimi için tasarlanmıştır ve aşağıdaki şekil, frekansın 10 katı kadar 26G sinyal üretebilen ışık dedektörü tarafından algılanan spektrum bileşenini göstermektedir. Burada belirtilmemiştir.
Özetle, bu yöntemle üretilen optik frekans, kararlı bir frekans aralığına, düşük faz gürültüsüne, yüksek güce ve kolay entegrasyona sahiptir, ancak bazı sorunlar da mevcuttur. PM'ye yüklenen RF sinyali büyük güç ve nispeten yüksek güç tüketimi gerektirir ve frekans aralığı, FR8 sisteminde daha geniş bir dalga boyu aralığı (genellikle >10 nm) gerektiren 50 GHz'e kadar modülasyon hızıyla sınırlıdır. Sınırlı kullanım, güç düzgünlüğünün hala yeterli olmadığını göstermektedir.
Gönderi zamanı: 19 Mart 2024