Ett schema för optisk frekvensförtunning baserat påMZM-modulator
Den optiska frekvensdispersionen kan användas som en liDARljuskällaatt samtidigt avge och skanna i olika riktningar, och den kan också användas som en flervågsljuskälla på 800G FR4, vilket eliminerar MUX-strukturen. Vanligtvis har flervågsljuskällor antingen låg effekt eller är inte välkapslade, och det finns många problem. Det schema som introduceras idag har många fördelar och kan hänvisas till som referens. Dess strukturdiagram visas enligt följande: HögeffektsljuskällanDFB-laserljuskällan är CW-ljus i tidsdomänen och har en enda våglängd i frekvens. Efter att ha passerat genom enmodulatorMed en viss moduleringsfrekvens fRF genereras sidband, och sidbandsintervallet är den modulerade frekvensen fRF. Modulatorn använder en LNOI-modulator med en längd på 8,2 mm, som visas i figur b. Efter en lång sektion av hög effektfasmodulator, modulationsfrekvensen är också fRF, och dess fas måste utgöra toppen eller botten av RF-signalen och ljuspulsen i förhållande till varandra, vilket resulterar i en stor kvittring, vilket resulterar i fler optiska tänder. DC-förspänningen och modulationsdjupet hos modulatorn kan påverka planheten hos den optiska frekvensspridningen.
Matematiskt sett är signalen efter att ljusfältet modulerats av modulatorn:
Det kan ses att det optiska utgångsfältet är en optisk frekvensdispersion med ett frekvensintervall på wrf, och intensiteten hos den optiska frekvensdispersionstanden är relaterad till den optiska DFB-effekten. Genom att simulera ljusintensiteten som passerar genom MZM-modulatorn ochPM-fasmodulator, och sedan FFT, erhålls det optiska frekvensdispersionsspektrumet. Följande figur visar det direkta sambandet mellan optisk frekvensplanhet och modulatorns DC-förspänning och modulationsdjup baserat på denna simulering.
Följande figur visar det simulerade spektraldiagrammet med MZM-bias DC på 0,6π och modulationsdjup på 0,4π, vilket visar att dess planhet är <5dB.
Följande är ett kapslingsschema för MZM-modulatorn, LN är 500 nm tjock, etsdjupet är 260 nm och vågledarbredden är 1,5 µm. Guldelektrodens tjocklek är 1,2 µm. Tjockleken på den övre manteln SIO2 är 2 µm.
Följande är spektrumet för den testade OFC:n, med 13 optiskt glesa tänder och en planhet <2,4 dB. Modulationsfrekvensen är 5 GHz, och RF-effektbelastningen i MZM och PM är 11,24 dBm respektive 24,96 dBm. Antalet tänder för optisk frekvensdispersionsexcitation kan ökas genom att ytterligare öka PM-RF-effekten, och det optiska frekvensdispersionsintervallet kan ökas genom att öka modulationsfrekvensen. bild
Ovanstående är baserat på LNOI-schemat och följande är baserat på IIIV-schemat. Strukturdiagrammet ser ut som följer: Chipet integrerar DBR-laser, MZM-modulator, PM-fasmodulator, SOA och SSC. Ett enda chip kan uppnå högpresterande optisk frekvensförtunning.
DBR-laserns SMSR är 35 dB, linjebredden är 38 MHz och avstämningsområdet är 9 nm.
MZM-modulatorn används för att generera sidband med en längd på 1 mm och en bandbredd på endast 7 GHz@3 dB. Begränsas huvudsakligen av impedansavvikelse, optisk förlust upp till 20 dB@-8 B bias.
SOA-längden är 500 µm, vilket används för att kompensera för den optiska skillnadsförlusten i moduleringen, och den spektrala bandbredden är 62 nm@3dB@90 mA. Den integrerade SSC:n vid utgången förbättrar chipets kopplingseffektivitet (kopplingseffektiviteten är 5 dB). Den slutliga uteffekten är cirka −7 dBm.
För att producera optisk frekvensdispersion används en RF-moduleringsfrekvens på 2,6 GHz, effekten är 24,7 dBm och fasmodulatorns Vpi är 5 V. Figuren nedan visar det resulterande fotofoba spektrumet med 17 fotofoba tänder @10 dB och en SNSR högre än 30 dB.
Schemat är avsett för 5G-mikrovågsöverföring, och följande figur visar spektrumkomponenten som detekteras av ljusdetektorn, vilken kan generera 26G-signaler med 10 gånger högre frekvens. Det anges inte här.
Sammanfattningsvis har den optiska frekvensen som genereras med denna metod ett stabilt frekvensintervall, lågt fasbrus, hög effekt och enkel integration, men det finns också flera problem. RF-signalen som laddas på PM kräver stor effekt, relativt stor strömförbrukning, och frekvensintervallet begränsas av moduleringshastigheten, upp till 50 GHz, vilket kräver ett större våglängdsintervall (generellt >10 nm) i FR8-systemet. Begränsad användning, effektplanhet är fortfarande inte tillräckligt.
Publiceringstid: 19 mars 2024