Шема оптичког проређивања фреквенције заснована наМЗМ модулатор
Оптичка фреквентна дисперзија може се користити као лиДАРизвор светлостида истовремено емитује и скенира у различитим правцима, а може се користити и као извор светлости са више таласних дужина од 800G FR4, елиминишући MUX структуру. Обично, извор светлости са више таласних дужина је или мале снаге или није добро упакован, и постоји много проблема. Шема представљена данас има много предности и може се позвати као референца. Њен структурни дијаграм је приказан на следећи начин: Извор велике снагеДФБ ласерИзвор светлости је CW светлост у временском домену и једна таласна дужина у фреквенцији. Након проласка крозмодулаторСа одређеном модулационом фреквенцијом fRF, генерисаће се бочни опсег, а интервал бочног опсега је модулисана фреквенција fRF. Модулатор користи LNOI модулатор дужине 8,2 мм, као што је приказано на слици б. Након дугог дела велике снагефазни модулатор, фреквенција модулације је такође fRF, а њена фаза треба да направи врх или долину RF сигнала и светлосног импулса у односу један на други, што резултира великим цвркутом, што резултира већим бројем оптичких зубаца. Једносмерна пристрасност и дубина модулације модулатора могу утицати на равност оптичке дисперзије фреквенције.
Математички, сигнал након што је светлосно поље модулирано модулатором је:
Може се видети да је излазно оптичко поље оптичка фреквентна дисперзија са фреквентним интервалом wrf, а интензитет зубца оптичке фреквентне дисперзије је повезан са оптичком снагом DFB-а. Симулирајући интензитет светлости који пролази кроз MZM модулатор иПМ фазни модулатор, а затим FFT-ом, добија се спектар оптичке фреквентне дисперзије. Следећа слика приказује директну везу између равности оптичке фреквенције и једносмерне пристрасности модулатора и дубине модулације на основу ове симулације.
Следећа слика приказује симулирани спектрални дијаграм са MZM једносмерном пристрасношћу од 0,6π и дубином модулације од 0,4π, што показује да је његова равност <5dB.
Следи дијаграм паковања MZM модулатора, LN је дебљине 500nm, дубине нагризања је 260nm, а ширина таласовода је 1,5um. Дебљина златне електроде је 1,2um. Дебљина горњег омотача SIO2 је 2um.
Следи спектар тестираног OFC-а, са 13 оптички ретких зубаца и равношћу <2,4dB. Фреквенција модулације је 5GHz, а РФ снажно оптерећење у MZM и PM је 11,24 dBm и 24,96dBm респективно. Број зубаца побуде оптичке фреквентне дисперзије може се повећати даљим повећањем снаге PM-RF, а интервал оптичке фреквентне дисперзије може се повећати повећањем фреквенције модулације. слика
Горе наведено је засновано на LNOI шеми, а следеће на IIIV шеми. Структурни дијаграм је следећи: Чип интегрише DBR ласер, MZM модулатор, PM фазни модулатор, SOA и SSC. Један чип може постићи високо ефикасно оптичко фреквентно проређивање.
SMSR DBR ласера је 35dB, ширина линије је 38MHz, а опсег подешавања је 9nm.
MZM модулатор се користи за генерисање бочног опсега дужине 1 мм и пропусног опсега од само 7 GHz@3dB. Углавном је ограничен неусклађеношћу импедансе, оптичким губитком до 20dB@-8B пристрасности.
Дужина SOA је 500µm, што се користи за компензацију губитка оптичке разлике модулације, а спектрални пропусни опсег је 62nm@3dB@90mA. Интегрисани SSC на излазу побољшава ефикасност спрезања чипа (ефикасност спрезања је 5dB). Коначна излазна снага је око -7dBm.
Да би се произвела оптичка дисперзија фреквенција, коришћена РФ модулациона фреквенција је 2,6 GHz, снага је 24,7 dBm, а Vpi фазног модулатора је 5 V. Слика испод приказује резултујући фотофобични спектар са 17 фотофобичних зубаца @10 dB и SNSR већим од 30 dB.
Шема је намењена за 5G микроталасни пренос, а следећа слика приказује компоненту спектра коју детектује детектор светлости, који може да генерише 26G сигнале на 10 пута већој фреквенцији. Овде није наведено.
Укратко, оптичка фреквенција генерисана овом методом има стабилан фреквентни интервал, низак фазни шум, велику снагу и лаку интеграцију, али постоји и неколико проблема. РФ сигнал учитан на PM захтева велику снагу, релативно велику потрошњу енергије, а фреквентни интервал је ограничен брзином модулације, до 50GHz, што захтева већи интервал таласних дужина (генерално >10nm) у FR8 систему. Ограничена употреба, равномерност снаге и даље није довољна.
Време објаве: 19. март 2024.