Optinio dažnio retinimo schema, pagrįsta MZM moduliatoriumi

Optinio dažnio retinimo schema, pagrįstaMZM moduliatorius

Optinė dažnių dispersija gali būti naudojama kaip liDARšviesos šaltinisvienu metu skleisti ir nuskaityti skirtingomis kryptimis, be to, jis gali būti naudojamas kaip 800G FR4 daugiabangis šviesos šaltinis, panaikinant MUX struktūrą. Paprastai daugiabangis šviesos šaltinis yra arba mažos galios, arba prastai supakuotas, ir yra daug problemų. Šiandien pristatyta schema turi daug privalumų ir gali būti naudojama kaip nuoroda. Jos struktūros schema parodyta taip: Didelės galiosDFB lazerisŠviesos šaltinis yra nuolatinės bangos šviesa laiko srityje ir vieno bangos dažnio. Praėjus promoduliatoriusEsant tam tikram moduliacijos dažniui fRF, bus generuojama šoninė juosta, o šoninės juostos intervalas yra moduliuojamas dažnis fRF. Moduliatoriuje naudojamas 8,2 mm ilgio LNOI moduliatorius, kaip parodyta b paveiksle. Po ilgos didelės galios atkarposfazės moduliatorius, moduliacijos dažnis taip pat yra fRF, o jo fazė turi sudaryti RF signalo ir šviesos impulso keterą arba įdubą vienas kito atžvilgiu, todėl susidaro stiprus čirpimas, dėl kurio atsiranda daugiau optinių dantų. Moduliatoriaus nuolatinės srovės poslinkis ir moduliacijos gylis gali turėti įtakos optinio dažnio dispersijos plokštumui.

Matematiškai signalas po to, kai šviesos laukas yra moduliuojamas moduliatoriumi, yra:
Matyti, kad išėjimo optinis laukas yra optinio dažnio dispersija su dažnio intervalu wrf, o optinio dažnio dispersijos danties intensyvumas yra susijęs su DFB optine galia. Imituojant šviesos intensyvumą, praeinantį per MZM moduliatorių, irPM fazės moduliatorius, o tada FFT, gaunamas optinio dažnio dispersijos spektras. Šiame paveikslėlyje parodytas tiesioginis ryšys tarp optinio dažnio lygumo ir moduliatoriaus nuolatinės srovės poslinkio bei moduliacijos gylio, remiantis šiuo modeliavimu.

Šiame paveikslėlyje parodyta sumodeliuota spektrinė diagrama su MZM poslinkio DC 0,6π ir moduliacijos gyliu 0,4π, kuri rodo, kad jos plokštumas yra <5dB.

Toliau pateikta MZM moduliatoriaus korpuso schema, LN storis yra 500 nm, ėsdinimo gylis – 260 nm, o bangolaidžio plotis – 1,5 μm. Aukso elektrodo storis – 1,2 μm. Viršutinio apvalkalo SIO2 storis – 2 μm.

Toliau pateikiamas išbandyto OFC spektras su 13 optiškai retų dantų ir plokštumu <2,4 dB. Moduliacijos dažnis yra 5 GHz, o RF galios apkrova MZM ir PM yra atitinkamai 11,24 dBm ir 24,96 dBm. Optinio dažnio dispersijos sužadinimo dantų skaičių galima padidinti toliau didinant PM-RF galią, o optinio dažnio dispersijos intervalą galima padidinti didinant moduliacijos dažnį. paveikslėlis
Aukščiau pateikta schema pagrįsta LNOI schema, o toliau pateikta – IIIV schema. Struktūros schema yra tokia: luste integruotas DBR lazeris, MZM moduliatorius, PM fazės moduliatorius, SOA ir SSC. Vienas lustas gali pasiekti didelio našumo optinį dažnio retinimą.

DBR lazerio SMSR yra 35 dB, linijos plotis – 38 MHz, o derinimo diapazonas – 9 nm.

MZM moduliatorius naudojamas generuoti 1 mm ilgio ir tik 7 GHz esant 3 dB pralaidumui šoninę juostą. Daugiausia riboja varžos neatitikimas, optiniai nuostoliai iki 20 dB esant -8 B poslinkiui.

SOA ilgis yra 500 µm, kuris naudojamas moduliacijos optinio skirtumo nuostoliams kompensuoti, o spektrinis pralaidumas yra 62 nm @ 3dB @ 90mA. Integruotas SSC išėjime pagerina lusto sujungimo efektyvumą (sujungimo efektyvumas yra 5dB). Galutinė išėjimo galia yra apie -7dBm.

Norint gauti optinę dažnių dispersiją, naudojamas RF moduliacijos dažnis yra 2,6 GHz, galia – 24,7 dBm, o fazės moduliatoriaus Vpi – 5 V. Žemiau pateiktame paveikslėlyje pateiktas gautas fotofobinis spektras su 17 fotofobinių dantų @10 dB ir SNSR, didesniu nei 30 dB.

Schema skirta 5G mikrobangų perdavimui, o toliau pateiktame paveikslėlyje pavaizduotas šviesos detektoriaus aptiktas spektro komponentas, galintis generuoti 26G signalus 10 kartų dažnesniu dažniu. Čia tai nenurodoma.

Apibendrinant galima teigti, kad šiuo metodu generuojamas optinis dažnis pasižymi stabiliu dažnių intervalu, mažu faziniu triukšmu, didele galia ir lengva integracija, tačiau yra ir keletas problemų. Į PM įkrautas RF signalas reikalauja didelės galios, santykinai didelės energijos sąnaudos, o dažnių intervalą riboja moduliacijos greitis iki 50 GHz, kuriam FR8 sistemoje reikia didesnio bangos ilgių intervalo (paprastai >10 nm). Ribotas naudojimas, galios lygumas vis tiek nepakankamas.