Схема оптичного проріджування частоти на основі модулятора MZM

На основі схеми оптичного проріджування частотиМодулятор МЗМ

Оптичну частотну дисперсію можна використовувати як лідарджерело світладля одночасного випромінювання та сканування в різних напрямках, а також його можна використовувати як багатохвильове джерело світла 800G FR4, усуваючи структуру MUX. Як правило, багатохвильове джерело світла або малопотужне, або погано упаковане, і виникає багато проблем. Представлена ​​сьогодні схема має багато переваг і може бути використана для ознайомлення. Його структурна схема показана наступним чином: ВисокопотужнийDFB лазерДжерелом світла є неперервне світло в часовій області та одна довжина хвилі в частоті. Пройшовши через амодуляторз певною частотою модуляції fRF буде створена бічна смуга, а інтервал бічної смуги є модульованою частотою fRF. Модулятор використовує модулятор LNOI довжиною 8,2 мм, як показано на малюнку b. Після тривалої ділянки високої потужностіфазовий модулятор, частота модуляції також є fRF, і її фаза повинна зробити гребінь або спад радіочастотного сигналу та світлового імпульсу відносно один одного, що призводить до великого чирпу, що призводить до більшої кількості оптичних зубців. Зсув постійного струму та глибина модуляції модулятора можуть впливати на рівномірність дисперсії оптичної частоти.

Математично, сигнал після того, як світлове поле модулюється модулятором, є:
Можна побачити, що вихідне оптичне поле є дисперсією оптичної частоти з частотним інтервалом wrf, а інтенсивність зубця дисперсії оптичної частоти пов’язана з оптичною потужністю DFB. Шляхом імітації інтенсивності світла, що проходить через модулятор MZM іPM фазовий модулятор, а потім ШПФ, отримують спектр дисперсії оптичної частоти. На наступному малюнку показано прямий зв’язок між рівномірністю оптичної частоти та зміщенням постійного струму модулятора та глибиною модуляції на основі цього моделювання.

На наступному малюнку показано змодельовану спектральну діаграму зі зміщенням MZM DC 0,6π і глибиною модуляції 0,4π, яка показує, що її однорідність становить <5 дБ.

Нижче наведено блок-схему модулятора MZM, товщина LN 500 нм, глибина травлення 260 нм, а ширина хвилеводу 1,5 мкм. Товщина золотого електрода становить 1,2 мкм. Товщина верхнього покриття SIO2 становить 2 мкм.

Нижче наведено спектр протестованого OFC з 13 оптично рідкими зубцями та площинністю <2,4 дБ. Частота модуляції становить 5 ГГц, а потужність радіочастотного навантаження в MZM і PM становить 11,24 дБм і 24,96 дБм відповідно. Кількість зубців збудження дисперсії оптичної частоти можна збільшити шляхом подальшого збільшення потужності PM-RF, а інтервал дисперсії оптичної частоти можна збільшити шляхом збільшення частоти модуляції. малюнок
Вищенаведене базується на схемі LNOI, а наступне – на схемі IIIV. Структурна схема виглядає наступним чином: чіп інтегрує лазер DBR, модулятор MZM, фазовий модулятор PM, SOA та SSC. Один чіп може досягти високопродуктивного оптичного прорідження частоти.

SMSR лазера DBR становить 35 дБ, ширина лінії — 38 МГц, а діапазон налаштування — 9 нм.

Модулятор MZM використовується для створення бічної смуги довжиною 1 мм і смугою пропускання лише 7 ГГц при 3 дБ. В основному обмежено невідповідністю імпедансу, оптичними втратами до 20 дБ@-8B

Довжина SOA становить 500 мкм, що використовується для компенсації втрат оптичної різниці модуляції, а спектральна смуга пропускання становить 62 нм при 3 дБ при 90 мА. Вбудований SSC на виході покращує ефективність зв'язку мікросхеми (ефективність зв'язку становить 5 дБ). Кінцева вихідна потужність становить близько −7 дБм.

Щоб створити оптичну частотну дисперсію, використовувана частота радіочастотної модуляції становить 2,6 ГГц, потужність – 24,7 дБм, а Vpi фазового модулятора – 5 В. На малюнку нижче наведено результуючий фотофобний спектр із 17 фотофобними зубцями при 10 дБ і SNSR вище 30 дБ.

Схема призначена для мікрохвильової передачі 5G, і на наступному малюнку показано компонент спектру, виявлений детектором світла, який може генерувати сигнали 26G із 10-кратною частотою. Тут не зазначено.

Таким чином, оптична частота, створена цим методом, має стабільний інтервал частот, низький фазовий шум, високу потужність і легку інтеграцію, але є також кілька проблем. РЧ-сигнал, завантажений на PM, вимагає великої потужності, відносно великого енергоспоживання, а частотний інтервал обмежений швидкістю модуляції до 50 ГГц, що вимагає більшого інтервалу довжин хвиль (зазвичай >10 нм) у системі FR8. Обмежене використання, однорідності потужності все ще недостатньо.