Skema penipisan frekuensi optik berdasarkan modulator MZM

Skema penipisan frekuensi optik berdasarkanModulator MZM

Dispersi frekuensi optik dapat digunakan sebagai LiDAR.sumber cahayauntuk memancarkan dan memindai secara simultan dalam berbagai arah, dan juga dapat digunakan sebagai sumber cahaya multi-panjang gelombang 800G FR4, menghilangkan struktur MUX. Biasanya, sumber cahaya multi-panjang gelombang berdaya rendah atau kemasannya kurang baik, dan terdapat banyak masalah. Skema yang diperkenalkan hari ini memiliki banyak keunggulan dan dapat dijadikan referensi. Diagram strukturnya ditunjukkan sebagai berikut: Daya tinggiLaser DFBSumber cahaya berupa cahaya CW dalam domain waktu dan panjang gelombang tunggal dalam domain frekuensi. Setelah melewati sebuahalat modulasiDengan frekuensi modulasi fRF tertentu, akan dihasilkan sideband, dan interval sideband adalah frekuensi modulasi fRF. Modulator menggunakan modulator LNOI dengan panjang 8,2 mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar b. Setelah bagian panjang daya tinggimodulator faseFrekuensi modulasi juga merupakan fRF, dan fasenya perlu membuat puncak atau lembah sinyal RF dan pulsa cahaya relatif satu sama lain, menghasilkan chirp yang besar, sehingga menghasilkan lebih banyak gigi optik. Bias DC dan kedalaman modulasi modulator dapat memengaruhi kerataan dispersi frekuensi optik.

Secara matematis, sinyal setelah medan cahaya dimodulasi oleh modulator adalah:
Terlihat bahwa medan optik keluaran adalah dispersi frekuensi optik dengan interval frekuensi wrf, dan intensitas gigi dispersi frekuensi optik berhubungan dengan daya optik DFB. Dengan mensimulasikan intensitas cahaya yang melewati modulator MZM danModulator fase PMKemudian, dengan menggunakan FFT, diperoleh spektrum dispersi frekuensi optik. Gambar berikut menunjukkan hubungan langsung antara kerataan frekuensi optik dan bias DC modulator serta kedalaman modulasi berdasarkan simulasi ini.

Gambar berikut menunjukkan diagram spektral simulasi dengan bias DC MZM sebesar 0,6π dan kedalaman modulasi sebesar 0,4π, yang menunjukkan bahwa kerataannya kurang dari 5dB.

Berikut ini adalah diagram kemasan modulator MZM, LN setebal 500nm, kedalaman etsa 260nm, dan lebar pandu gelombang 1,5um. Ketebalan elektroda emas adalah 1,2um. Ketebalan lapisan penutup atas SIO2 adalah 2um.

Berikut adalah spektrum OFC yang diuji, dengan 13 gigi yang jarang secara optik dan kerataan <2,4dB. Frekuensi modulasi adalah 5GHz, dan beban daya RF dalam MZM dan PM masing-masing adalah 11,24 dBm dan 24,96 dBm. Jumlah gigi eksitasi dispersi frekuensi optik dapat ditingkatkan dengan meningkatkan daya RF PM lebih lanjut, dan interval dispersi frekuensi optik dapat ditingkatkan dengan meningkatkan frekuensi modulasi.
Uraian di atas didasarkan pada skema LNOI, dan uraian berikut didasarkan pada skema IIIV. Diagram strukturnya adalah sebagai berikut: Chip ini mengintegrasikan laser DBR, modulator MZM, modulator fase PM, SOA, dan SSC. Satu chip tunggal dapat mencapai penipisan frekuensi optik berkinerja tinggi.

SMSR laser DBR adalah 35dB, lebar garisnya 38MHz, dan rentang penyetelannya 9nm.

Modulator MZM digunakan untuk menghasilkan sideband dengan panjang 1mm dan bandwidth hanya 7GHz@3dB. Batasan utamanya adalah ketidaksesuaian impedansi, kerugian optik hingga 20dB@-8B bias.

Panjang SOA adalah 500µm, yang digunakan untuk mengkompensasi kerugian perbedaan optik modulasi, dan bandwidth spektralnya adalah 62nm@3dB@90mA. SSC terintegrasi pada output meningkatkan efisiensi kopling chip (efisiensi kopling 5dB). Daya output akhir sekitar −7dBm.

Untuk menghasilkan dispersi frekuensi optik, frekuensi modulasi RF yang digunakan adalah 2,6 GHz, daya 24,7 dBm, dan Vpi modulator fase adalah 5 V. Gambar di bawah ini adalah spektrum fotofobik yang dihasilkan dengan 17 gigi fotofobik @10 dB dan SNSR lebih tinggi dari 30 dB.

Skema ini ditujukan untuk transmisi gelombang mikro 5G, dan gambar berikut adalah komponen spektrum yang dideteksi oleh detektor cahaya, yang dapat menghasilkan sinyal 26G dengan frekuensi 10 kali lipat. Hal ini tidak disebutkan di sini.

Singkatnya, frekuensi optik yang dihasilkan oleh metode ini memiliki interval frekuensi yang stabil, noise fase rendah, daya tinggi, dan integrasi yang mudah, tetapi juga terdapat beberapa masalah. Sinyal RF yang dimuat pada PM membutuhkan daya yang besar, konsumsi daya yang relatif besar, dan interval frekuensi dibatasi oleh laju modulasi, hingga 50 GHz, yang membutuhkan interval panjang gelombang yang lebih besar (umumnya >10 nm) dalam sistem FR8. Penggunaannya terbatas, dan daya yang dihasilkan masih belum cukup merata.