Silikon fotonik Mach-Zehnder modulyatorini taqdim etingMZM modulyatori
Mach-Zehnder modulyatori 400G/800G kremniy fotonik modullarida uzatuvchi uchidagi eng muhim komponent hisoblanadi. Hozirgi vaqtda ommaviy ishlab chiqarilgan kremniy fotonik modullarining uzatuvchi uchida ikki turdagi modulyator mavjud: Bir turi - bu bitta kanalli 100Gbit/s ish rejimiga asoslangan PAM4 modulyatori, u 4 kanalli/8 kanalli parallel yondashuv orqali 800Gbit/s ma'lumot uzatishga erishadi va asosan ma'lumotlar markazlari va GPUlarda qo'llaniladi. Albatta, 100Gbit/s da ommaviy ishlab chiqarilgandan so'ng EML bilan raqobatlashadigan bitta kanalli 200Gbit/s kremniy fotonik Mach-Zender modulyatori uzoqda bo'lmasligi kerak. Ikkinchi turi -IQ modulyatoriuzoq masofali kogerent optik aloqada qo'llaniladi. Hozirgi bosqichda tilga olingan kogerent cho'kish metropoliten magistral tarmog'ida minglab kilometrlardan 80 dan 120 kilometrgacha bo'lgan ZR optik modullarigacha va hatto kelajakda 10 kilometrgacha bo'lgan LR optik modullarigacha bo'lgan optik modullarning uzatish masofasini anglatadi.
Yuqori tezlik printsipikremniy modulyatorlariikki qismga bo'linishi mumkin: optika va elektr.
Optik qism: Asosiy printsip - Mach-Zehnder interferometri. Yorug'lik nuri 50-50 nurli splitterdan o'tadi va teng energiyaga ega ikkita yorug'lik nuriga aylanadi, ular modulyatorning ikki qo'lida uzatiladi. Qo'llardan birida fazani boshqarish orqali (ya'ni, kremniyning sinish ko'rsatkichi isitgich tomonidan bir qo'lning tarqalish tezligini o'zgartirish uchun o'zgartiriladi), nurning oxirgi kombinatsiyasi ikkala qo'lning chiqish qismida amalga oshiriladi. Interferensiya fazasining uzunligi (bu yerda ikkala qo'lning cho'qqilari bir vaqtning o'zida yetadi) va interferensiyani bekor qilish (bu yerda fazalar farqi 90° va cho'qqilar chuqurliklarga qarama-qarshi) interferensiya orqali amalga oshirilishi mumkin, shu bilan yorug'lik intensivligini modulyatsiya qiladi (buni raqamli signallarda 1 va 0 deb tushunish mumkin). Bu oddiy tushuncha va amaliy ishda ish nuqtasi uchun boshqarish usulidir. Masalan, ma'lumotlar uzatishda biz cho'qqidan 3dB pastroq nuqtada ishlaymiz va izchil aloqada biz yorug'lik nuqtasi bo'lmagan joyda ishlaymiz. Biroq, chiqish signalini boshqarish uchun isitish va issiqlik tarqalishi orqali fazalar farqini boshqarishning bu usuli juda uzoq vaqt talab etadi va shunchaki sekundiga 100 Gpbs uzatish talabimizni qondira olmaydi. Shuning uchun biz tezroq modulyatsiya tezligiga erishish yo'lini topishimiz kerak.
Elektr kesimi asosan yuqori chastotada sinish ko'rsatkichini o'zgartirishi kerak bo'lgan PN birikma kesimidan va elektr signali va optik signal tezligiga mos keladigan harakatlanuvchi to'lqin elektrod tuzilishidan iborat. Sinish ko'rsatkichini o'zgartirish printsipi plazma dispersiyasi effekti bo'lib, u erkin tashuvchilar dispersiyasi effekti sifatida ham tanilgan. Bu yarimo'tkazgich materialidagi erkin tashuvchilar konsentratsiyasi o'zgarganda, materialning o'z sinish ko'rsatkichining haqiqiy va xayoliy qismlari ham shunga mos ravishda o'zgarishiga olib keladigan fizik effektni anglatadi. Yarimo'tkazgich materiallaridagi tashuvchilar konsentratsiyasi oshganda, materialning yutilish koeffitsienti oshadi, sinish ko'rsatkichining haqiqiy qismi esa pasayadi. Xuddi shunday, yarimo'tkazgich materiallaridagi tashuvchilar kamayganda, yutilish koeffitsienti pasayadi, sinish ko'rsatkichining haqiqiy qismi esa oshadi. Bunday effekt bilan amaliy qo'llanmalarda yuqori chastotali signallarni modulyatsiya qilishga uzatish to'lqin yo'riqnomasidagi tashuvchilar sonini tartibga solish orqali erishish mumkin. Oxir-oqibat, chiqish holatida 0 va 1 signallari paydo bo'ladi, yuqori tezlikdagi elektr signallari yorug'lik intensivligining amplitudasiga yuklanadi. Bunga erishish yo'li PN birikmasi orqali amalga oshiriladi. Sof kremniyning erkin tashuvchilari juda oz va miqdoriy o'zgarish sinish ko'rsatkichining o'zgarishini qondirish uchun yetarli emas. Shuning uchun, sinish ko'rsatkichining o'zgarishiga erishish uchun kremniyni qo'shib, uzatish to'lqin yo'riqnomasidagi tashuvchilar bazasini ko'paytirish va shu bilan yuqori tezlikli modulyatsiyaga erishish kerak.
Nashr vaqti: 2025-yil 12-may