Schemat rozrzedzania częstotliwości optycznej w oparciu o modulator MZM

Schemat przerzedzania częstotliwości optycznej na podstawieModulator MZM

Optyczna dyspersja częstotliwości może być wykorzystana jako LIDARźródło światłado jednoczesnego emitowania i skanowania w różnych kierunkach, a także może być używany jako źródło światła o wielu długościach fal 800G FR4, eliminując strukturę MUX. Zwykle źródło światła o wielu długościach fal ma albo małą moc, albo jest źle zapakowane, co powoduje wiele problemów. Wprowadzony dzisiaj system ma wiele zalet i można się do niego odwołać. Jego schemat struktury pokazano w następujący sposób: Wysoka mocLaser DFBźródłem światła jest światło CW w dziedzinie czasu i pojedynczej długości fali w częstotliwości. Po przejściu przez Amodulatorprzy określonej częstotliwości modulacji fRF zostanie wygenerowana wstęga boczna, a odstęp wstęgi bocznej będzie modulowaną częstotliwością fRF. W modulatorze zastosowano modulator LNOI o długości 8,2 mm, jak pokazano na rysunku b. Po długim odcinku dużej mocymodulator fazy, częstotliwość modulacji jest również fRF, a jej faza musi tworzyć szczyt lub dolinę sygnału RF i impulsu świetlnego względem siebie, co skutkuje dużym ćwierkaniem, co skutkuje większą liczbą zębów optycznych. Odchylenie prądu stałego i głębokość modulacji modulatora mogą wpływać na płaskość optycznej dyspersji częstotliwości.

Matematycznie sygnał po zmodulowaniu pola świetlnego przez modulator wynosi:
Można zauważyć, że wyjściowe pole optyczne jest optyczną dyspersją częstotliwości z przedziałem częstotliwości wrf, a intensywność zęba dyspersji częstotliwości optycznej jest powiązana z mocą optyczną DFB. Symulując natężenie światła przechodzącego przez modulator MZM iModulator fazy PM, a następnie FFT, otrzymuje się widmo dyspersji częstotliwości optycznej. Poniższy rysunek pokazuje bezpośrednią zależność między płaskością częstotliwości optycznej a odchyleniem prądu stałego modulatora i głębokością modulacji w oparciu o tę symulację.

Poniższy rysunek przedstawia symulowany wykres widmowy z polaryzacją MZM DC wynoszącą 0,6π i głębokością modulacji 0,4π, co pokazuje, że jego płaskość wynosi <5dB.

Poniżej znajduje się schemat opakowania modulatora MZM, LN ma grubość 500 nm, głębokość trawienia wynosi 260 nm, a szerokość falowodu wynosi 1,5 um. Grubość złotej elektrody wynosi 1,2um. Grubość górnej okładziny SIO2 wynosi 2um.

Poniżej widmo testowanego OFC, z 13 optycznie rzadkimi zębami i płaskością <2,4dB. Częstotliwość modulacji wynosi 5 GHz, a obciążenie mocy RF w MZM i PM wynosi odpowiednio 11,24 dBm i 24,96 dBm. Liczbę zębów wzbudzenia dyspersji częstotliwości optycznej można zwiększyć poprzez dalsze zwiększenie mocy PM-RF, a odstęp dyspersji częstotliwości optycznej można zwiększyć poprzez zwiększenie częstotliwości modulacji. zdjęcie
Powyższe opiera się na schemacie LNOI, a poniższe na schemacie IIIV. Schemat struktury wygląda następująco: Chip integruje laser DBR, modulator MZM, modulator fazy PM, SOA i SSC. Pojedynczy chip może osiągnąć wysoką wydajność optycznego zmniejszania częstotliwości.

SMSR lasera DBR wynosi 35 dB, szerokość linii wynosi 38 MHz, a zakres strojenia wynosi 9 nm.

Modulator MZM służy do generowania pasma bocznego o długości 1 mm i szerokości pasma zaledwie 7 GHz przy 3 dB. Ograniczone głównie przez niedopasowanie impedancji, straty optyczne do 20dB przy odchyleniu -8B

Długość SOA wynosi 500 µm i służy do kompensacji utraty różnicy optycznej modulacji, a szerokość pasma widmowego wynosi 62 nm przy 3 dB przy 90 mA. Zintegrowany SSC na wyjściu poprawia skuteczność sprzęgania chipa (skuteczność sprzęgania wynosi 5dB). Końcowa moc wyjściowa wynosi około -7 dBm.

Aby wytworzyć dyspersję częstotliwości optycznej, stosuje się częstotliwość modulacji RF wynoszącą 2,6 GHz, moc 24,7 dBm, a Vpi modulatora fazy wynosi 5 V. Poniższy rysunek przedstawia wynikowe widmo fotofobiczne z 17 fotofobowymi zębami przy 10 dB i SNSR wyższym niż 30 dB.

Schemat jest przeznaczony do transmisji mikrofalowej 5G, a poniższy rysunek przedstawia składową widma wykrywaną przez detektor światła, który może generować sygnały 26G z 10-krotną częstotliwością. Tutaj nie jest to powiedziane.

Podsumowując, częstotliwość optyczna generowana tą metodą charakteryzuje się stabilnym interwałem częstotliwości, niskim szumem fazowym, dużą mocą i łatwą integracją, ale wiąże się z nią kilka problemów. Sygnał RF ładowany do PM wymaga dużej mocy, stosunkowo dużego zużycia energii, a odstęp częstotliwości jest ograniczony szybkością modulacji do 50 GHz, co wymaga większego interwału długości fali (zwykle > 10 nm) w systemie FR8. Ograniczone zastosowanie, płaskość mocy wciąż nie wystarczy.