Az optikai frekvenciaritkítás sémája a következő alapján:MZM modulátor
Az optikai frekvenciadiszperzió liDAR-ként használhatófényforráshogy egyszerre bocsásson ki és pásztázzon különböző irányokban, és 800G FR4 többhullámú fényforrásként is használható, kiküszöbölve a MUX struktúrát. A többhullámú fényforrás általában alacsony teljesítményű vagy nem jól van becsomagolva, és számos probléma merül fel. A ma bemutatott sémának számos előnye van, és referenciaként hivatkozhatunk rá. A szerkezeti diagramja a következő: A nagy teljesítményűDFB lézerA fényforrás időtartományban folyamatos fény, frekvenciája pedig egyetlen hullámhosszú. Miután áthalad egymodulátorEgy bizonyos fRF modulációs frekvenciával oldalsáv keletkezik, és az oldalsáv intervalluma a modulált fRF frekvencia. A modulátor egy 8,2 mm hosszú LNOI modulátort használ, ahogy a b. ábra mutatja. Egy hosszú, nagy teljesítményű szakasz utánfázismodulátor, a modulációs frekvencia szintén fRF, és a fázisának az RF jel és a fényimpulzus csúcsát vagy mélypontját kell kialakítania egymáshoz képest, ami nagy csipogást és több optikai fogat eredményez. A modulátor DC torzítása és modulációs mélysége befolyásolhatja az optikai frekvenciadiszperzió síkságát.
Matematikailag a jel a fénymező modulátor általi modulálása után:
Látható, hogy a kimeneti optikai mező egy wrf frekvenciaintervallumú optikai frekvencia-diszperzió, és az optikai frekvencia-diszperzió fogának intenzitása összefügg a DFB optikai teljesítménnyel. Az MZM modulátoron áthaladó fényintenzitás szimulációjával ésPM fázismodulátor, majd FFT-vel megkapjuk az optikai frekvenciadiszperziós spektrumot. A következő ábra az optikai frekvencialaposság és a modulátor DC-előfeszítése, valamint a modulációs mélység közötti közvetlen összefüggést mutatja be ezen szimuláció alapján.
A következő ábra a szimulált spektrális diagramot mutatja 0,6π MZM torzítás DC-vel és 0,4π modulációs mélységgel, amely azt mutatja, hogy a síkfelület <5dB.
A következő az MZM modulátor csomagolási diagramja, ahol az LN vastagsága 500 nm, a maratási mélység 260 nm, a hullámvezető szélessége pedig 1,5 µm. Az aranyelektróda vastagsága 1,2 µm. A felső SIO2 burkolat vastagsága 2 µm.
A következő a tesztelt OFC spektruma, 13 optikailag ritka foggal és <2,4 dB síkfelülettel. A modulációs frekvencia 5 GHz, az RF teljesítményterhelés MZM-ben és PM-ben 11,24 dBm, illetve 24,96 dBm. Az optikai frekvenciadiszperziós gerjesztés fogainak száma növelhető a PM-RF teljesítmény további növelésével, az optikai frekvenciadiszperziós intervallum pedig a modulációs frekvencia növelésével. kép
A fentiek az LNOI sémán, a következő pedig a IIIV sémán alapulnak. A szerkezeti ábra a következő: A chip integrált DBR lézert, MZM modulátort, PM fázismodulátort, SOA-t és SSC-t tartalmaz. Egyetlen chip nagy teljesítményű optikai frekvenciavékonyítást tud elérni.
A DBR lézer SMSR-értéke 35 dB, a vonalszélessége 38 MHz, a hangolási tartomány pedig 9 nm.
Az MZM modulátor 1 mm hosszú oldalsávot hoz létre, amelynek sávszélessége mindössze 7 GHz @ 3 dB. Ezt főként az impedancia-eltérés és az akár 20 dB-es optikai veszteség @ -8 B torzítás korlátozza.
Az SOA hossza 500 µm, amelyet a modulációs optikai különbségveszteség kompenzálására használnak, a spektrális sávszélesség pedig 62 nm @ 3dB @ 90mA. A kimeneten integrált SSC javítja a chip csatolási hatékonyságát (a csatolási hatékonyság 5dB). A végső kimeneti teljesítmény körülbelül -7dBm.
Az optikai frekvenciadiszperzió előállításához az alkalmazott RF modulációs frekvencia 2,6 GHz, a teljesítmény 24,7 dBm, a fázismodulátor Vpi-je pedig 5 V. Az alábbi ábra a kapott fotofób spektrumot mutatja 17 fotofób foggal @10 dB és 30 dB-nél nagyobb SNSR értékkel.
A séma 5G mikrohullámú átvitelre szolgál, és a következő ábra a fénydetektor által detektált spektrumkomponenst mutatja, amely 26G jeleket képes generálni a frekvencia tízszeresével. Ezt itt nem közöljük.
Összefoglalva, az ezzel a módszerrel előállított optikai frekvencia stabil frekvenciaintervallummal, alacsony fáziszajjal, nagy teljesítménnyel és könnyű integrálhatósággal rendelkezik, de számos probléma is felmerül. A PM-re betöltendő RF jel nagy teljesítményt igényel, viszonylag nagy energiafogyasztással, és a frekvenciaintervallumot a modulációs ráta korlátozza, akár 50 GHz-ig, ami nagyobb hullámhossz-intervallumot igényel (általában >10 nm) az FR8 rendszerben. Korlátozott használat, a teljesítmény egyenletessége még mindig nem elegendő.
Közzététel ideje: 2024. márc. 19.