Шема на оптичко истенчување на фреквенцијата базирана на MZM модулатор

Шема на истенчување на оптичката фреквенција базирана наMZM модулатор

Оптичката дисперзија на фреквенција може да се користи како liDARизвор на светлинаистовремено да емитува и скенира во различни насоки, а може да се користи и како извор на светлина со повеќе бранови должини од 800G FR4, елиминирајќи ја MUX структурата. Вообичаено, изворот на светлина со повеќе бранови должини е или со мала моќност или не е добро спакуван, и има многу проблеми. Шемата воведена денес има многу предности и може да се повика на неа за референца. Неговиот структурен дијаграм е прикажан на следниов начин: Високата моќностDFB ласеризворот на светлина е светлина во временски домен и со една бранова бранова должина по фреквенција. По минување низмодулаторсо одредена модулациска фреквенција fRF, ќе се генерира страничен опсег, а интервалот на страничниот опсег е модулираната фреквенција fRF. Модулаторот користи LNOI модулатор со должина од 8,2 mm, како што е прикажано на Слика б. По долг пресек со висока моќностфазен модулатор, фреквенцијата на модулација е исто така fRF, а нејзината фаза треба да го направи врвот или дното на RF сигналот и светлинскиот пулс релативно еден во однос на друг, што резултира со големо цврчење, што резултира со повеќе оптички заби. DC пристрасноста и длабочината на модулацијата на модулаторот можат да влијаат на рамноста на дисперзијата на оптичката фреквенција.

Математички, сигналот откако светлосното поле е модулирано од модулаторот е:
Може да се види дека излезното оптичко поле е оптичка фреквентна дисперзија со фреквентен интервал од wrf, а интензитетот на забот на оптичката фреквентна дисперзија е поврзан со оптичката моќност на DFB. Со симулирање на интензитетот на светлината што минува низ MZM модулаторот иPM фазен модулатор, а потоа FFT, се добива спектарот на оптичка фреквентна дисперзија. Следната слика ја покажува директната врска помеѓу оптичката фреквентна рамност и DC поларизацијата на модулаторот и длабочината на модулацијата врз основа на оваа симулација.

На следната слика е прикажан симулираниот спектрален дијаграм со MZM DC поларизација од 0,6π и длабочина на модулација од 0,4π, што покажува дека неговата рамност е <5dB.

Следново е дијаграм на пакувањето на MZM модулаторот, LN е дебел 500 nm, длабочината на јоргање е 260 nm, а ширината на брановодот е 1,5 μm. Дебелината на златната електрода е 1,2 μm. Дебелината на горната обвивка SIO2 е 2 μm.

Следново е спектарот на тестираниот OFC, со 13 оптички ретки заби и рамност <2,4dB. Фреквенцијата на модулација е 5 GHz, а оптоварувањето на RF моќноста во MZM и PM е 11,24 dBm и 24,96 dBm соодветно. Бројот на заби на побудување со оптичка фреквентна дисперзија може да се зголеми со понатамошно зголемување на PM-RF моќноста, а интервалот на оптичка фреквентна дисперзија може да се зголеми со зголемување на фреквенцијата на модулација. слика
Горенаведеното е базирано на LNOI шемата, а следново е базирано на IIIV шемата. Структурната шема е како што следува: Чипот интегрира DBR ласер, MZM модулатор, PM фазен модулатор, SOA и SSC. Еден чип може да постигне високо-перформансно оптичко фреквентно истенчување.

SMSR на DBR ласерот е 35dB, ширината на линијата е 38MHz, а опсегот на подесување е 9nm.

MZM модулаторот се користи за генерирање на страничен опсег со должина од 1 mm и пропусен опсег од само 7 GHz@3dB. Главно ограничено од несовпаѓање на импедансата, оптичка загуба до 20 dB@-8B пристрасност.

Должината на SOA е 500µm, што се користи за компензација на загубата на оптичката разлика при модулацијата, а спектралниот пропусен опсег е 62nm@3dB@90mA. Интегрираниот SSC на излезот ја подобрува ефикасноста на спојување на чипот (ефикасноста на спојување е 5dB). Конечната излезна моќност е околу −7dBm.

За да се произведе оптичка фреквентна дисперзија, употребената RF модулациска фреквенција е 2,6 GHz, моќноста е 24,7 dBm, а Vpi на фазниот модулатор е 5 V. Сликата подолу го прикажува добиениот фотофобен спектар со 17 фотофобни заби @10 dB и SNSR повисок од 30 dB.

Шемата е наменета за 5G микробраново пренесување, а следната слика е компонентата на спектарот детектирана од светлосниот детектор, кој може да генерира 26G сигнали со 10 пати поголема фреквенција. Не е наведено овде.

Накратко, оптичката фреквенција генерирана со овој метод има стабилен фреквентен интервал, низок фазен шум, висока моќност и лесна интеграција, но постојат и неколку проблеми. RF сигналот вчитан на PM бара голема моќност, релативно голема потрошувачка на енергија, а фреквентниот интервал е ограничен од стапката на модулација, до 50 GHz, што бара поголем интервал на бранова должина (генерално >10 nm) во FR8 системот. Ограничена употреба, рамномерноста на моќноста сè уште не е доволна.