Uno schema di assottigliamento della frequenza ottica basato sul modulatore MZM

Uno schema di assottigliamento della frequenza ottica basato suModulatore MZM

La dispersione ottica della frequenza può essere utilizzata come liDARfonte di luceper emettere e scansionare simultaneamente in direzioni diverse e può anche essere utilizzato come sorgente luminosa a più lunghezze d'onda di 800G FR4, eliminando la struttura MUX. Di solito, la sorgente luminosa a più lunghezze d'onda è a bassa potenza o non ben confezionata e ci sono molti problemi. Lo schema introdotto oggi presenta molti vantaggi e può essere utilizzato come riferimento. Il suo diagramma strutturale è mostrato come segue: L'alta potenzaLaser DFBla sorgente luminosa è luce CW nel dominio del tempo e lunghezza d'onda singola in frequenza. Dopo aver attraversato amodulatorecon una certa frequenza di modulazione fRF, verrà generata la banda laterale e l'intervallo della banda laterale è la frequenza modulata fRF. Il modulatore utilizza un modulatore LNOI con una lunghezza di 8,2 mm, come mostrato nella Figura b. Dopo un lungo tratto ad alta potenzamodulatore di fase, anche la frequenza di modulazione è fRF e la sua fase deve creare la cresta o la valle del segnale RF e l'impulso luminoso l'uno rispetto all'altro, risultando in un grande trillo, con conseguente più denti ottici. La polarizzazione CC e la profondità di modulazione del modulatore possono influenzare la planarità della dispersione della frequenza ottica.

Matematicamente, il segnale dopo che il campo luminoso è stato modulato dal modulatore è:
Si può vedere che il campo ottico di uscita è una dispersione di frequenza ottica con un intervallo di frequenza di wrf e l'intensità del dente di dispersione di frequenza ottica è correlata alla potenza ottica DFB. Simulando l'intensità della luce che passa attraverso il modulatore MZM eModulatore di fase PM, e poi FFT, si ottiene lo spettro di dispersione della frequenza ottica. La figura seguente mostra la relazione diretta tra la planarità della frequenza ottica, la polarizzazione CC del modulatore e la profondità di modulazione basata su questa simulazione.

La figura seguente mostra il diagramma spettrale simulato con polarizzazione MZM DC di 0,6π e profondità di modulazione di 0,4π, che mostra che la sua planarità è <5dB.

Quello che segue è il diagramma del pacchetto del modulatore MZM, LN ha uno spessore di 500 nm, la profondità di incisione è di 260 nm e la larghezza della guida d'onda è di 1,5 um. Lo spessore dell'elettrodo d'oro è 1,2um. Lo spessore del rivestimento superiore SIO2 è 2um.

Quello che segue è lo spettro dell'OFC testato, con 13 denti otticamente sparsi e planarità <2,4 dB. La frequenza di modulazione è 5 GHz e il carico di potenza RF in MZM e PM è rispettivamente di 11,24 dBm e 24,96 dBm. Il numero di denti di eccitazione della dispersione della frequenza ottica può essere aumentato aumentando ulteriormente la potenza PM-RF e l'intervallo di dispersione della frequenza ottica può essere aumentato aumentando la frequenza di modulazione. immagine
Quanto sopra si basa sullo schema LNOI e quanto segue si basa sullo schema IIIV. Il diagramma della struttura è il seguente: Il chip integra laser DBR, modulatore MZM, modulatore di fase PM, SOA e SSC. Un singolo chip può ottenere un assottigliamento della frequenza ottica ad alte prestazioni.

L'SMSR del laser DBR è 35 dB, la larghezza della linea è 38 MHz e l'intervallo di sintonizzazione è 9 nm.

Il modulatore MZM viene utilizzato per generare una banda laterale con una lunghezza di 1 mm e una larghezza di banda di soli 7 GHz a 3 dB. Principalmente limitato dal disadattamento di impedenza, perdita ottica fino a 20 dB@-8B bias

La lunghezza della SOA è 500μm, utilizzata per compensare la perdita della differenza ottica di modulazione, e la larghezza di banda spettrale è 62nm@3dB@90mA. L'SSC integrato in uscita migliora l'efficienza di accoppiamento del chip (l'efficienza di accoppiamento è 5 dB). La potenza di uscita finale è di circa −7 dBm.

Per produrre la dispersione della frequenza ottica, la frequenza di modulazione RF utilizzata è 2,6 GHz, la potenza è 24,7 dBm e il Vpi del modulatore di fase è 5 V. La figura seguente è lo spettro fotofobico risultante con 17 denti fotofobici a 10 dB e SNSR superiore a 30 dB.

Lo schema è destinato alla trasmissione a microonde 5G e la figura seguente è la componente dello spettro rilevata dal rilevatore di luce, che può generare segnali 26G con 10 volte la frequenza. Non è detto qui.

In sintesi, la frequenza ottica generata da questo metodo ha un intervallo di frequenza stabile, un basso rumore di fase, un'elevata potenza e una facile integrazione, ma presenta anche diversi problemi. Il segnale RF caricato sul PM richiede grande potenza, un consumo energetico relativamente elevato e l'intervallo di frequenza è limitato dalla velocità di modulazione, fino a 50 GHz, che richiede un intervallo di lunghezze d'onda più ampio (generalmente > 10 nm) nel sistema FR8. Uso limitato, la planarità della potenza non è ancora sufficiente.