Схема за оптично изтъняване на честотата, базирана наMZM модулатор
Оптичната честотна дисперсия може да се използва като liDARизточник на светлинаедновременно излъчване и сканиране в различни посоки, а също така може да се използва като многовълнов източник на светлина от 800G FR4, елиминирайки MUX структурата. Обикновено многовълновият източник на светлина е или с ниска мощност, или не е добре опакован и има много проблеми. Представената днес схема има много предимства и може да се използва за справка. Структурната ѝ диаграма е показана по-долу: Високомощният източникDFB лазерИзточникът на светлина е непрекъсната светлина във времевата област и с една дължина на вълната по честота. След преминаване презмодулаторС определена модулационна честота fRF ще се генерира странична лента, а интервалът на страничната лента е модулираната честота fRF. Модулаторът използва LNOI модулатор с дължина 8,2 мм, както е показано на Фигура b. След дълъг участък с висока мощностфазов модулатор, честотата на модулация също е fRF и нейната фаза трябва да образува върха или дъното на RF сигнала и светлинния импулс един спрямо друг, което води до голямо чуруликане, а оттам и до повече оптични зъби. DC отклонението и дълбочината на модулация на модулатора могат да повлияят на плоскостта на оптичната честотна дисперсия.
Математически, сигналът след модулирането на светлинното поле от модулатора е:
Може да се види, че изходното оптично поле е оптична честотна дисперсия с честотен интервал wrf, а интензитетът на зъбеца на оптичната честотна дисперсия е свързан с оптичната мощност на DFB. Чрез симулиране на интензитета на светлината, преминаваща през MZM модулатора иPM фазов модулатор, и след това FFT, се получава спектърът на оптична честотна дисперсия. Следващата фигура показва пряката връзка между плоскостта на оптичната честота и постояннотоковото отклонение на модулатора и дълбочината на модулация, базирани на тази симулация.
Следващата фигура показва симулираната спектрална диаграма с MZM bias DC от 0.6π и дълбочина на модулация от 0.4π, което показва, че нейната плоскост е <5dB.
Следва диаграма на корпуса на MZM модулатора, LN е с дебелина 500 nm, дълбочина на ецване е 260 nm, а ширината на вълновода е 1.5 μm. Дебелината на златния електрод е 1.2 μm. Дебелината на горната обвивка SIO2 е 2 μm.
Следва спектърът на тестваната OFC, с 13 оптично редки зъба и плоскост <2.4dB. Честотата на модулация е 5GHz, а натоварването с радиочестотна мощност в MZM и PM е съответно 11.24 dBm и 24.96dBm. Броят на зъбците на възбуждането с оптична честотна дисперсия може да се увеличи чрез допълнително увеличаване на мощността на PM-RF, а интервалът на оптична честотна дисперсия може да се увеличи чрез увеличаване на честотата на модулация. снимка
Горното е базирано на LNOI схема, а следното е базирано на IIIV схема. Структурната диаграма е следната: Чипът интегрира DBR лазер, MZM модулатор, PM фазов модулатор, SOA и SSC. Един чип може да постигне високоефективно оптично честотно изтъняване.
SMSR на DBR лазера е 35dB, ширината на линията е 38MHz, а диапазонът на настройка е 9nm.
MZM модулаторът се използва за генериране на странична лента с дължина 1 мм и честотна лента от само 7 GHz@3 dB. Ограничена главно от импедансно несъответствие, оптични загуби до 20 dB@-8B отклонение.
Дължината на SOA е 500µm, което се използва за компенсиране на загубата на модулационна оптична разлика, а спектралната честотна лента е 62nm@3dB@90mA. Интегрираният SSC на изхода подобрява ефективността на свързване на чипа (ефективността на свързване е 5dB). Крайната изходна мощност е около −7dBm.
За да се получи оптична честотна дисперсия, използваната RF модулационна честота е 2.6GHz, мощността е 24.7dBm, а Vpi на фазовия модулатор е 5V. Фигурата по-долу показва получения фотофобен спектър със 17 фотофобни зъба при 10dB и SNSR по-висок от 30dB.
Схемата е предназначена за 5G микровълново предаване, а следващата фигура показва спектралния компонент, засечен от светлинния детектор, който може да генерира 26G сигнали с 10 пъти по-висока честота. Това не е посочено тук.
В обобщение, оптичната честота, генерирана по този метод, има стабилен честотен интервал, нисък фазов шум, висока мощност и лесна интеграция, но има и няколко проблема. RF сигналът, зареден върху PM, изисква голяма мощност, относително голяма консумация на енергия, а честотният интервал е ограничен от скоростта на модулация, до 50GHz, което изисква по-голям интервал на дължината на вълната (обикновено >10nm) в системата FR8. Ограниченото приложение, мощността все още не е достатъчна.
Време на публикуване: 19 март 2024 г.