Een schema voor optische frequentieverdunning gebaseerd opMZM-modulator
De optische frequentiedispersie kan worden gebruikt als een LiDARlichtbronom gelijktijdig in verschillende richtingen te emitteren en te scannen, en het kan ook worden gebruikt als een multigolflengte lichtbron van 800G FR4, waardoor de MUX-structuur vervalt. Meestal is de multigolflengte lichtbron ofwel laag vermogen of niet goed verpakt, wat veel problemen oplevert. Het vandaag geïntroduceerde schema heeft vele voordelen en kan als referentie worden gebruikt. Het structuurdiagram is als volgt: De hoogvermogenDFB-laserDe lichtbron is CW-licht in het tijdsdomein en een enkele golflengte in frequentie. Na passage door eenmodulatorMet een bepaalde modulatiefrequentie fRF wordt een zijband gegenereerd, en het zijbandinterval is de gemoduleerde frequentie fRF. De modulator gebruikt een LNOI-modulator met een lengte van 8,2 mm, zoals weergegeven in figuur b. Na een lange sectie met hoog vermogenfasemodulatorDe modulatiefrequentie is ook fRF, en de fase moet de piek of het dal van het RF-signaal en de lichtpuls ten opzichte van elkaar vormen, wat resulteert in een sterke chirp, wat resulteert in meer optische tanden. De DC-bias en modulatiediepte van de modulator kunnen de vlakheid van de optische frequentiedispersie beïnvloeden.
Wiskundig gezien is het signaal nadat het lichtveld door de modulator is gemoduleerd:
Te zien is dat het optische uitgangsveld een optische frequentiedispersie is met een frequentie-interval van wrf, en dat de intensiteit van de optische frequentiedispersietand gerelateerd is aan het optische vermogen van de DFB. Door de lichtintensiteit die door de MZM-modulator gaat te simuleren enPM-fasemodulator, en vervolgens FFT, wordt het optische frequentiedispersiespectrum verkregen. De volgende afbeelding toont de directe relatie tussen optische frequentievlakheid en de DC-bias en modulatiediepte van de modulator op basis van deze simulatie.
De onderstaande afbeelding toont het gesimuleerde spectraaldiagram met een MZM bias DC van 0,6π en een modulatiediepte van 0,4π, wat aangeeft dat de vlakheid <5dB is.
Hieronder ziet u het pakketdiagram van de MZM-modulator. LN is 500 nm dik, de etsdiepte is 260 nm en de golfgeleiderbreedte is 1,5 µm. De dikte van de goudelektrode is 1,2 µm. De dikte van de bovenste mantel (SIO2) is 2 µm.
Hieronder volgt het spectrum van de geteste OFC, met 13 optisch schaarse tanden en een vlakheid <2,4 dB. De modulatiefrequentie is 5 GHz en de RF-vermogensbelasting in MZM en PM is respectievelijk 11,24 dBm en 24,96 dBm. Het aantal tanden van de optische frequentiedispersie-excitatie kan worden verhoogd door het PM-RF-vermogen verder te verhogen, en het optische frequentiedispersie-interval kan worden vergroot door de modulatiefrequentie te verhogen. Afbeelding
Het bovenstaande is gebaseerd op het LNOI-schema en het volgende is gebaseerd op het IIIV-schema. Het structuurdiagram is als volgt: De chip integreert een DBR-laser, MZM-modulator, PM-fasemodulator, SOA en SSC. Eén enkele chip kan hoogwaardige optische frequentieverdunning bereiken.
De SMSR van de DBR-laser is 35 dB, de lijnbreedte is 38 MHz en het afstembereik is 9 nm.
De MZM-modulator genereert een zijband met een lengte van 1 mm en een bandbreedte van slechts 7 GHz bij 3 dB. De modulator wordt voornamelijk beperkt door impedantiemismatch en optisch verlies tot 20 dB bij -8 dB bias.
De SOA-lengte is 500 µm, wat wordt gebruikt om het verlies van modulatie-optisch verschil te compenseren, en de spectrale bandbreedte is 62 nm bij 3 dB bij 90 mA. De geïntegreerde SSC aan de uitgang verbetert de koppelingsefficiëntie van de chip (de koppelingsefficiëntie is 5 dB). Het uiteindelijke uitgangsvermogen is ongeveer -7 dBm.
Om optische frequentiedispersie te produceren, wordt een RF-modulatiefrequentie van 2,6 GHz gebruikt, een vermogen van 24,7 dBm en een Vpi van de fasemodulator van 5 V. De onderstaande afbeelding toont het resulterende fotofobe spectrum met 17 fotofobe tanden bij 10 dB en een SNSR hoger dan 30 dB.
Het schema is bedoeld voor 5G-microgolftransmissie. De volgende afbeelding toont de spectrumcomponent die door de lichtdetector wordt gedetecteerd, die 26G-signalen met een frequentie van 10 keer de frequentie kan genereren. Dit wordt hier niet vermeld.
Kortom, de optische frequentie die met deze methode wordt gegenereerd, heeft een stabiel frequentie-interval, lage faseruis, een hoog vermogen en eenvoudige integratie. Er zijn echter ook verschillende problemen. Het RF-signaal dat op de PM wordt geladen, vereist een hoog vermogen, een relatief hoog stroomverbruik en het frequentie-interval wordt beperkt door de modulatiesnelheid, tot 50 GHz, wat een groter golflengte-interval vereist (doorgaans > 10 nm) in het FR8-systeem. Beperkt gebruik en een vlakke stroomafname is nog steeds niet voldoende.
Plaatsingstijd: 19-03-2024