Optik chastotani yupqalashtirish sxemasiMZM modulyatori
Optik chastota dispersiyasi liDAR sifatida ishlatilishi mumkinyorug'lik manbaibir vaqtning o'zida turli yo'nalishlarda nurlanish va skanerlash imkonini beradi, shuningdek, u 800G FR4 ning ko'p to'lqinli yorug'lik manbai sifatida ham ishlatilishi mumkin, bu esa MUX tuzilishini yo'q qiladi. Odatda, ko'p to'lqinli yorug'lik manbai kam quvvatli yoki yaxshi qadoqlanmagan bo'ladi va ko'plab muammolar mavjud. Bugun taqdim etilgan sxema ko'plab afzalliklarga ega va ma'lumot uchun murojaat qilish mumkin. Uning tuzilish diagrammasi quyidagicha ko'rsatilgan: Yuqori quvvatliDFB lazeriYorug'lik manbai vaqt sohasida CW yorug'ligi va chastotada bitta to'lqin uzunligidir.modulyatorMuayyan modulyatsiya chastotasi fRF bilan yon polosasi hosil bo'ladi va yon polosasi oralig'i modulyatsiyalangan chastota fRF hisoblanadi. Modulyator b-rasmda ko'rsatilgandek, uzunligi 8,2 mm bo'lgan LNOI modulyatoridan foydalanadi. Yuqori quvvatning uzun kesimidan so'ngfaza modulyatori, modulyatsiya chastotasi ham fRF bo'lib, uning fazasi RF signali va yorug'lik pulsining cho'qqisini yoki tubini bir-biriga nisbatan hosil qilishi kerak, natijada katta chirsillaydi va natijada ko'proq optik tishlar paydo bo'ladi. Modulyatorning doimiy oqim tarafkashligi va modulyatsiya chuqurligi optik chastota dispersiyasining tekisligiga ta'sir qilishi mumkin.
Matematik jihatdan, yorug'lik maydoni modulyator tomonidan modulyatsiya qilinganidan keyin signal quyidagicha bo'ladi:
Ko'rinib turibdiki, chiqish optik maydoni wrf chastota oralig'iga ega optik chastota dispersiyasi bo'lib, optik chastota dispersiyasi tishining intensivligi DFB optik quvvatiga bog'liq. MZM modulyatoridan o'tadigan yorug'lik intensivligini simulyatsiya qilish orqali vaPM faza modulyatori, keyin esa FFT orqali optik chastota dispersiyasi spektri olinadi. Quyidagi rasmda ushbu simulyatsiya asosida optik chastota tekisligi va modulyatorning doimiy tok tarafkashligi hamda modulyatsiya chuqurligi o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik ko'rsatilgan.
Quyidagi rasmda MZM yo'nalishli DC 0,6π va modulyatsiya chuqurligi 0,4π bo'lgan simulyatsiya qilingan spektral diagramma ko'rsatilgan, bu uning yassiligi <5dB ekanligini ko'rsatadi.
Quyida MZM modulyatorining paket diagrammasi keltirilgan, LN qalinligi 500 nm, o'yib ishlangan chuqurligi 260 nm va to'lqin yo'riqnomasining kengligi 1,5 um. Oltin elektrodning qalinligi 1,2 um. Yuqori qoplama SIO2 qalinligi 2 um.
Quyida 13 ta optik jihatdan siyrak tishlar va tekislik <2.4dB bo'lgan sinovdan o'tgan OFC spektri keltirilgan. Modulyatsiya chastotasi 5 gigagertsli, MZM va PMdagi RF quvvat yuklamasi mos ravishda 11.24 dBm va 24.96dBm ni tashkil qiladi. PM-RF quvvatini yanada oshirish orqali optik chastota dispersiyasi qo'zg'alishining tishlari sonini va modulyatsiya chastotasini oshirish orqali optik chastota dispersiyasi oralig'ini oshirish mumkin. rasm.
Yuqoridagilar LNOI sxemasiga, quyidagilari esa IIIV sxemasiga asoslangan. Struktura diagrammasi quyidagicha: Chip DBR lazeri, MZM modulyatori, PM faza modulyatori, SOA va SSC ni birlashtiradi. Bitta chip yuqori samarali optik chastotani yupqalashtirishga erishishi mumkin.
DBR lazerining SMSR qiymati 35dB, chiziq kengligi 38MGts va sozlash diapazoni 9nm.
MZM modulyatori uzunligi 1 mm va o'tkazish qobiliyati atigi 7GHz @ 3dB bo'lgan yon polosani yaratish uchun ishlatiladi. Asosan impedans mos kelmasligi, optik yo'qotish 20dB @ -8B gacha bo'lgan tarafkashlik bilan cheklangan.
SOA uzunligi 500µm ni tashkil qiladi, bu modulyatsiya optik farqining yo'qotilishini qoplash uchun ishlatiladi va spektral o'tkazish qobiliyati 62nm@3dB@90mA ni tashkil qiladi. Chiqishdagi o'rnatilgan SSC chipning ulanish samaradorligini oshiradi (ulanish samaradorligi 5dB). Yakuniy chiqish quvvati taxminan −7dBm ni tashkil qiladi.
Optik chastota dispersiyasini hosil qilish uchun ishlatiladigan RF modulyatsiyasi chastotasi 2,6 gigagerts, quvvat 24,7 dBm va faza modulyatorining Vpi qiymati 5V. Quyidagi rasmda 10 dB da 17 ta fotofobik tish va 30 dB dan yuqori SNSR bilan hosil bo'lgan fotofobik spektr ko'rsatilgan.
Ushbu sxema 5G mikroto'lqinli uzatish uchun mo'ljallangan va quyidagi rasmda yorug'lik detektori tomonidan aniqlangan spektr komponenti ko'rsatilgan bo'lib, u chastotadan 10 baravar ko'proq 26G signallarini yaratishi mumkin. Bu yerda aytilmagan.
Xulosa qilib aytganda, ushbu usul bilan hosil qilingan optik chastota barqaror chastota oralig'iga, past fazali shovqinga, yuqori quvvatga va oson integratsiyaga ega, ammo bir nechta muammolar ham mavjud. PMga yuklangan RF signali katta quvvat, nisbatan katta quvvat sarfini talab qiladi va chastota oralig'i 50 gigagertsgacha bo'lgan modulyatsiya tezligi bilan cheklangan, bu esa FR8 tizimida kattaroq to'lqin uzunligi oralig'ini (odatda >10 nm) talab qiladi. Cheklangan foydalanish, quvvat tekisligi hali ham yetarli emas.
Nashr vaqti: 2024-yil 19-mart