Ett schema för optisk frekvensförtunning baserat påMZM modulator
Den optiska frekvensdispersionen kan användas som en liDARljuskällaför att samtidigt sända ut och skanna i olika riktningar, och den kan också användas som en ljuskälla med flera våglängder av 800G FR4, vilket eliminerar MUX-strukturen.Vanligtvis är ljuskällan med flera våglängder antingen lågeffekt eller inte väl förpackad, och det finns många problem.Systemet som introduceras idag har många fördelar och kan hänvisas till som referens.Dess strukturdiagram visas enligt följande: HögeffektenDFB laserljuskällan är CW-ljus i tidsdomän och enkel våglängd i frekvens.Efter att ha passerat enmodulatormed en viss moduleringsfrekvens fRF kommer sidbandet att genereras, 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 del av högeffektfasmodulator, är moduleringsfrekvensen också fRF, och dess fas måste göra toppen eller botten av RF-signalen och ljuspulsen i förhållande till varandra, vilket resulterar i ett stort pip, vilket resulterar i fler optiska tänder.DC-förspänningen och moduleringsdjupet hos modulatorn kan påverka den optiska frekvensdispersionens planhet.
Matematiskt är signalen efter att ljusfältet moduleras av modulatorn:
Det kan ses att det optiska utgående fältet är en optisk frekvensspridning med ett frekvensintervall på wrf, och intensiteten hos den optiska frekvensspridningstanden är relaterad till den optiska DFB-effekten.Genom att simulera ljusintensiteten som passerar genom MZM-modulatorn ochPM fasmodulatoroch sedan FFT, erhålls det optiska frekvensspridningsspektrumet.Följande figur visar det direkta sambandet mellan optisk frekvensplanhet och modulator DC-förspänning och moduleringsdjup baserat på denna simulering.
Följande figur visar det simulerade spektraldiagrammet med MZM-bias DC på 0,6π och moduleringsdjup på 0,4π, vilket visar att dess planhet är <5dB.
Följande är paketdiagrammet för MZM-modulatorn, LN är 500 nm tjockt, etsdjupet är 260 nm och vågledarbredden är 1,5 um.Guldelektrodens tjocklek är 1,2um.Tjockleken på den övre beklädnaden SIO2 är 2um.
Följande är spektrumet för den testade OFC, med 13 optiskt glesa tänder och planhet <2,4dB.Modulationsfrekvensen är 5GHz och RF-effektbelastningen i MZM och PM är 11,24 dBm respektive 24,96dBm.Antalet tänder för excitation av optisk frekvensspridning kan ökas genom att ytterligare öka PM-RF-effekten, och det optiska frekvensspridningsintervallet kan ökas genom att öka moduleringsfrekvensen.bild
Ovanstående är baserat på LNOI-schema, och följande är baserat på IIIV-schema.Strukturdiagrammet är som följer: Chippet integrerar DBR-laser, MZM-modulator, PM-fasmodulator, SOA och SSC.Ett enda chip kan uppnå högpresterande optisk frekvensförtunning.
DBR-laserns SMSR är 35dB, linjebredden är 38MHz och avstämningsområdet är 9nm.
MZM-modulatorn används för att generera sidoband med en längd på 1 mm och en bandbredd på endast 7GHz@3dB.Främst begränsad av impedansmissanpassning, optisk förlust upp till 20dB@-8B bias
SOA-längden är 500 µm, vilket används för att kompensera förlusten av den optiska modulationsskillnaden, och den spektrala bandbredden är 62nm@3dB@90mA.Den integrerade SSC vid utgången förbättrar kopplingseffektiviteten för chippet (kopplingseffektiviteten är 5dB).Den slutliga uteffekten är cirka −7dBm.
För att producera optisk frekvensspridning är den använda RF-modulationsfrekvensen 2,6 GHz, effekten är 24,7 dBm och Vpi för fasmodulatorn är 5V.Bilden nedan är det resulterande fotofoba spektrumet med 17 fotofoba tänder @10dB och SNSR högre än 30dB.
Schemat är avsett för 5G mikrovågsöverföring, och följande figur är spektrumkomponenten som detekteras av ljusdetektorn, som kan generera 26G-signaler med 10 gånger frekvensen.Det står inte här.
Sammanfattningsvis har den optiska frekvensen som genereras av denna metod stabilt frekvensintervall, lågt fasbrus, hög effekt och enkel integration, men det finns också flera problem.RF-signalen som laddas på PM:n kräver stor effekt, relativt stor strömförbrukning, och frekvensintervallet begränsas av moduleringshastigheten, upp till 50GHz, vilket kräver ett större våglängdsintervall (vanligtvis >10nm) i FR8-systemet.Begränsad användning, kraftplanhet är fortfarande inte tillräckligt.
Posttid: Mar-19-2024