Компактни оптоелектрониц заснован на силиконуИК модулаторЗа кохерентну комуникацију велике брзине
Све већа потражња за већим стопама преноса података и енергетски ефикасни примопредајника у дата центрима је прозрачила развој компактних високих перформансиОптички модулатори. Оптоелектронска технологија заснована на силикону (СИФХ) постала је обећавајућа платформа за интегрисање различитих фотонски компоненти на један чип, омогућавајући компактно и исплативо ефикасно решења. Овај чланак ће истражити нови носач који је потиснут силицијул ИК Силицон ИК на бази ГЕСИ ЕАМС-а, који могу да раде на фреквенцији до 75 ГБАУД-а.
Дизајн и карактеристике уређаја
Предложени ИК модулатор доноси компактну структуру руку, као што је приказано на слици 1 (а). Састављен од три ГЕСИ ЕАМ и три термо оптичка фазна фаза, усвајање симетријске конфигурације. Улазно светло се споји у чип кроз спојку за решетке (ГЦ) и равномерно подељен на три стазе кроз 1 × 3 мултимоде интерферометра (ММИ). Након проласка кроз модулатор и фазни стајач, светлост је рекомбинована за још 1 × 3 ММИ, а затим заједно са једним режим влакана (ССМФ).
Слика 1: (а) микроскопска слика ИК модулатора; (б) - (д) ЕО С21, спектар степена и изумирања и пренос једног ГЕСИ ЕАМ-а; (е) шематски дијаграм ИК модулатора и одговарајуће оптичке фазе фазне стајаће; (ф) Представништво сузбијања носача на сложеној равнини. Као што је приказано на слици 1 (б), ГЕСИ ЕАМ има широку електро-оптичку пропусност. Слика 1 (б) мерила је параметар С21 јединствене ГЕСИ ЕАМ тест структуре помоћу 67 ГХЗ оптичке компоненте (ЛЦА). Слике 1 (ц) и 1 (д) односе се на спектри (ЕР) спектар изумирања у различитим напонима и преноса на таласној дужини од 1555 нанометара.
Као што је приказано на слици 1 (Е), главна карактеристика овог дизајна је могућност сузбијања оптичких носача прилагођавањем интегрисане фазне промене у средњој руци. Фазна разлика између горњег и доњег оружја је π / 2, која се користи за сложено подешавање, док је фазна разлика између средње руке -3 π π / 4. Ова конфигурација омогућава деструктивно уплитање превозника, као што је приказано у сложеној равнини слике 1 (Ф).
Експериментално подешавање и резултати
Експериментално подешавање велике брзине приказан је на слици 2 (а). Амиграциони генератор таласа (Кеисигхт М8194А) користи се као извор сигнала, а два 60 ГХз фаза одговара РФ појачаловима (са интегрисаним пристраним тијелима) користе се као возачи модулатора. Напон пристраности ГЕСИ ЕАМ-а је -2,5 В, а фаза одговарајући РФ кабл користи се за минимизирање неусклађености електричне фазе између И и К канала.
Слика 2: (а) Екпериментални подешавање велике брзине, (б) сузбијање носача на 70 ГБАУД, (ц) брзина грешака и брзини података, (д) сазвежђе на 70 ГБАУД-а. Користите комерцијални ласерски ласерски екстерну шупљину (ЕЦЛ) са линидом од 100 кХз, таласне дужине од 1555 нм и снага 12 дБМ као оптички носач. Након модулације оптички сигнал се појачава коришћењем анПојачало на влакнима допед(ЕДФА) да надокнади губитке у раду на чипу и губитке у умешању модулатора.
На крају пријема, анализатор оптичког спектра (ОСА) надгледа спектар сигнала и сузбијање носача, као што је приказано на слици 2 (б) за 70 ГБАУД сигнал. Користите двоструку поларизацију кохерентан пријемник за примање сигнала који се састоји од оптичког миксера од 90 степени и четири40 ГХЗ уравнотежене фотодиодеи повезан је на 33 ГХз, 80 ГСА / С осцилоскопа у реалном времену (РТО) (Кеисигхт ДСОЗ634А). Други ЕЦЛ извор са линидом од 100 кХз користи се као локални осцилатор (ЛО). Због предајника који делује под појединачним поларизацијским условима, само су два електронска канала користи се за аналогну дигиталну конверзију (АДЦ). Подаци се снимају на РТО и обрађују се помоћу Оффлине Дигитал Сигнал процесора (ДСП).
Као што је приказано на слици 2 (ц), ИК модулатор је тестиран помоћу КПСК модулације формата од 40 Гбауд на 75 Гбауд. Резултати указују на то да је испод 7% тешке одлуке о исправци грешке (ХД-ФЕЦ) услови (ХД-ФЕЦ), стопа може достићи 140 ГБ / с; Под условом од 20% меке одлуке о исправци грешке напред (СД-ФЕЦ), брзина може достићи 150 ГБ / с. Дијаграм сазвежђа на 70 ГБАУД-а приказан је на слици 2 (Д). Резултат је ограничен опсегом осцилоскопа од 33 ГХз, што је еквивалентно сигналном опсегу од око 66 ГБАУД-а.
Као што је приказано на слици 2 (б), три структура руку може ефикасно сузбити оптичке превознике са брзином од 30 дБ. Ова структура не захтева потпуно сузбијање носача и може се користити и у пријемницима који захтевају да се носачи тонови за опоравак сигнала, као што су пријемници КРАМЕР КРОНИГ (КК). Превозник се може подесити кроз Схуттер Централ АРМ фазе да би се постигао жељени носач за бочни каменчић (ЦСР).
Предности и апликације
У поређењу са традиционалним модулаторима Мацх Зехндер (МЗМ модулатори) и други модулатори засновани на силикону електронике, предложени силицијум иК модулатор има више предности. Прво, то је компактан у величини, више од 10 пута мање од ИК модулатора на основуМацх Зехндер Модулатори(искључујући облоге за лепљење), чиме се повећава густина интеграције и смањујући подручје чипа. Друго, сложени дизајн електроде не захтева употребу терминалних отпорника, на тај начин смањујући капацитет уређаја и енергетике по мало. Треће, могућност сузбијања носача максимизира смањење снаге преноса, додатно побољшање енергетске ефикасности.
Поред тога, оптички опсег ГЕСИ ЕАМ-а је веома широк (преко 30 нанометара), елиминирајући потребу за вишеканалним повратним везама и прерађивачима да се стабилизују и синхронизују резонанциј микроталасних модулатора (МРМС), чиме је то поједностављује дизајн.
Овај компактни и ефикасан ИК модулатор је веома погодан за следећу генерацију, висок број канала и мале кохерентне примопреде у центрима података, омогућавајући већи капацитет и енергетски ефикаснију оптичку комуникацију.
Снижени носач Царриер СИЛИЦОН ИК излаже одличне перформансе, са стопом преноса података до 150 ГБ / с под 20% СД-ФЕЦ условима. Његова компактна 3-ручна структура заснована на ГЕСИ ЕАМ-у има значајне предности у погледу отиска, енергетске ефикасности и једноставности дизајна. Овај модулатор има могућност сузбијања или подешавања оптичког носача и може се интегрисати са кохерентним детекцијом и прекривањем крамер крониг (КК) за вишенаменским компактним кохерентним примопредајничким примопредајницима. Показана достигнућа покрећу реализацију високо интегрисаних и ефикасних оптичких примопредаја како би се задовољила растућа потражња за комуникацијом података велике капацитете у дата центрима и другим пољима.
Вријеме поште: Јан-21-2025