Mutassa be a szilícium-fotonikus Mach-Zende modulátortMZM modulátor
AMach-zende modulatoA 400G/800G szilícium fotonikus modulokban az r a legfontosabb komponens az adóoldalon. Jelenleg kétféle modulátor létezik a tömeggyártású szilícium fotonikus modulok adóoldalán: Az egyik típus a PAM4 modulátor, amely egycsatornás 100 Gbps-os üzemmódon alapul, és 800 Gbps-os adatátvitelt ér el 4 csatornás / 8 csatornás párhuzamos megközelítésen keresztül, és főként adatközpontokban és GPU-kban alkalmazzák. Természetesen nem lehet messze egy egycsatornás 200 Gbps-os szilícium fotonikai Mach-Zeonde modulátor, amely a 100 Gbps-os tömeggyártás után versenyre kelhet az EML-lel. A második típus aIQ modulátornagy távolságú koherens optikai kommunikációban alkalmazzák. A jelenlegi szakaszban említett koherens elnyelődés az optikai modulok átviteli távolságára utal, amely a nagyvárosi gerinchálózatban több ezer kilométertől a 80-120 kilométeres ZR optikai modulokon át a jövőben akár 10 kilométeres LR optikai modulokig terjedhet.
A nagy sebesség elveszilícium modulátorokkét részre osztható: optikára és elektromosságra.
Optikai rész: Az alapelv egy Mach-Zeund interferométer. Egy fénysugár áthalad egy 50-50 nyalábosztón, és két azonos energiájú fénysugárrá alakul, amelyek a modulátor két karjában továbbhaladnak. Az egyik kar fázisszabályozásával (azaz a szilícium törésmutatóját egy fűtőberendezéssel változtatják meg, hogy megváltoztassák az egyik kar terjedési sebességét) a végső nyalábkombináció mindkét kar kilépésénél történik. Az interferencia fázishossza (ahol mindkét kar csúcsai egyszerre érik el a határt) és az interferencia kioltása (ahol a fáziskülönbség 90°, és a csúcsok a mélyedésekkel szemben vannak) interferencia útján érhető el, ezáltal modulálva a fényintenzitást (ami digitális jelekben 1-ként és 0-ként értelmezhető). Ez egy egyszerű megértés, és a gyakorlati munkában a munkapont szabályozási módszere is. Például az adatkommunikációban a csúcsnál 3 dB-lel alacsonyabb ponton dolgozunk, a koherens kommunikációban pedig egy fényfolt nélküli ponton. Azonban ez a módszer, amely a fáziskülönbséget fűtéssel és hőelvezetéssel szabályozza a kimeneti jel szabályozása érdekében, nagyon sokáig tart, és egyszerűen nem tudja kielégíteni a másodpercenkénti 100 Gpbs átviteli sebességre vonatkozó követelményünket. Ezért meg kell találnunk a módját a gyorsabb modulációs sebesség elérésének.
Az elektromos rész főként a PN-átmenetből áll, amelynek nagyfrekvenciás törésmutatót kell változtatnia, valamint a haladóhullám-elektróda szerkezetből, amely az elektromos és az optikai jel sebességét igazítja. A törésmutató változtatásának elve a plazma diszperziós hatás, más néven a szabad töltéshordozók diszperziós hatása. Ez arra a fizikai hatásra utal, hogy amikor a félvezető anyagban a szabad töltéshordozók koncentrációja változik, az anyag saját törésmutatójának valós és képzetes része is ennek megfelelően változik. Amikor a félvezető anyagokban a töltéshordozók koncentrációja növekszik, az anyag abszorpciós együtthatója növekszik, miközben a törésmutató valós része csökken. Hasonlóképpen, amikor a félvezető anyagokban a töltéshordozók száma csökken, az abszorpciós együttható csökken, miközben a törésmutató valós része növekszik. Ezzel a hatással a gyakorlati alkalmazásokban a nagyfrekvenciás jelek modulációja az áteresztő hullámvezetőben lévő töltéshordozók számának szabályozásával érhető el. Végül 0 és 1 jelek jelennek meg a kimeneti pozícióban, nagysebességű elektromos jeleket terhelve a fényintenzitás amplitúdójára. Ennek elérésének módja a PN-átmenet. A tiszta szilícium szabad töltéshordozói nagyon kevések, és a mennyiségváltozás nem elegendő a törésmutató változásának kielégítésére. Ezért a törésmutató változásának elérése érdekében, ezáltal nagyobb sebességű modulációt érve el, növelni kell az átviteli hullámvezetőben a vivőbázist szilícium doppingolásával.
Közzététel ideje: 2025. május 12.