Et skjema for optisk frekvensfortynning basert på MZM-modulator

Et skjema for optisk frekvensfortynning basert påMZM-modulator

Den optiske frekvensdispersjonen kan brukes som en liDARlyskildeå sende ut og skanne samtidig i forskjellige retninger, og den kan også brukes som en flerbølgelengde-lyskilde på 800G FR4, noe som eliminerer MUX-strukturen. Vanligvis har flerbølgelengde-lyskilder enten lav effekt eller er ikke godt pakket, og det er mange problemer. Skjemaet som introduseres i dag har mange fordeler og kan refereres til som referanse. Strukturdiagrammet er vist som følger: Høyeffekts-DFB-laserlyskilden er CW-lys i tidsdomenet og én bølgelengde i frekvens. Etter å ha passert gjennom enmodulatorMed en viss modulasjonsfrekvens fRF vil sidebånd genereres, og sidebåndintervallet er den modulerte frekvensen fRF. Modulatoren bruker en LNOI-modulator med en lengde på 8,2 mm, som vist i figur b. Etter en lang seksjon med høy effektfasemodulator, modulasjonsfrekvensen er også fRF, og fasen må danne toppen eller bunnen av RF-signalet og lyspulsen i forhold til hverandre, noe som resulterer i en stor kvitring, som igjen resulterer i flere optiske tenner. DC-forspenningen og modulasjonsdybden til modulatoren kan påvirke flatheten til den optiske frekvensdispersjonen.

Matematisk sett er signalet etter at lysfeltet er modulert av modulatoren:
Det kan sees at det optiske utgangsfeltet er en optisk frekvensdispersjon med et frekvensintervall på wrf, og intensiteten til den optiske frekvensdispersjonstannen er relatert til den optiske DFB-effekten. Ved å simulere lysintensiteten som passerer gjennom MZM-modulatoren ogPM-fasemodulator, og deretter FFT, oppnås det optiske frekvensdispersjonsspekteret. Figuren nedenfor viser det direkte forholdet mellom optisk frekvensflathet og modulatorens DC-forspenning og modulasjonsdybde basert på denne simuleringen.

Figuren nedenfor viser det simulerte spektraldiagrammet med MZM-forspennings-DC på 0,6π og modulasjonsdybde på 0,4π, som viser at flatheten er <5 dB.

Følgende er pakkediagrammet til MZM-modulatoren. LN er 500 nm tykk, etsedybden er 260 nm, og bølgelederbredden er 1,5 µm. Tykkelsen på gullelektroden er 1,2 µm. Tykkelsen på den øvre kledningen SIO2 er 2 µm.

Følgende er spekteret til den testede OFC-en, med 13 optisk sparsomme tenner og en flathet <2,4 dB. Modulasjonsfrekvensen er 5 GHz, og RF-effektbelastningen i MZM og PM er henholdsvis 11,24 dBm og 24,96 dBm. Antall tenner med optisk frekvensdispersjonseksitasjon kan økes ved å øke PM-RF-effekten ytterligere, og det optiske frekvensdispersjonsintervallet kan økes ved å øke modulasjonsfrekvensen. bilde
Det ovennevnte er basert på LNOI-skjemaet, og det følgende er basert på IIIV-skjemaet. Strukturdiagrammet er som følger: Brikken integrerer DBR-laser, MZM-modulator, PM-fasemodulator, SOA og SSC. Én enkelt brikke kan oppnå høy ytelse for optisk frekvensfortynning.

SMSR-en til DBR-laseren er 35 dB, linjebredden er 38 MHz, og innstillingsområdet er 9 nm.

MZM-modulatoren brukes til å generere sidebånd med en lengde på 1 mm og en båndbredde på bare 7 GHz@3 dB. Hovedsakelig begrenset av impedansavvik, optisk tap opptil 20 dB@-8 B bias

SOA-lengden er 500 µm, som brukes til å kompensere for tapet av optisk modulasjonsforskjell, og den spektrale båndbredden er 62 nm@3dB@90 mA. Den integrerte SSC-en på utgangen forbedrer koblingseffektiviteten til brikken (koblingseffektiviteten er 5 dB). Den endelige utgangseffekten er omtrent −7 dBm.

For å produsere optisk frekvensdispersjon er RF-modulasjonsfrekvensen som brukes 2,6 GHz, effekten er 24,7 dBm, og Vpi-en til fasemodulatoren er 5 V. Figuren nedenfor viser det resulterende fotofobe spekteret med 17 fotofobe tenner @ 10 dB og SNSR høyere enn 30 dB.

Skjemaet er beregnet for 5G-mikrobølgeoverføring, og figuren nedenfor viser spektrumkomponenten som detekteres av lysdetektoren, som kan generere 26G-signaler med 10 ganger frekvensen. Det er ikke oppgitt her.

Oppsummert har den optiske frekvensen som genereres av denne metoden et stabilt frekvensintervall, lav fasestøy, høy effekt og enkel integrering, men det er også flere problemer. RF-signalet som lastes inn på PM krever stor effekt, relativt stort strømforbruk, og frekvensintervallet er begrenset av modulasjonshastigheten, opptil 50 GHz, noe som krever et større bølgelengdeintervall (generelt >10 nm) i FR8-systemet. Begrenset bruk, effektflathet er fortsatt ikke nok.