MZM மாடுலேட்டரை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒளியியல் அதிர்வெண் மெலிதல் திட்டம்

ஒளியியல் அதிர்வெண் மெலிதாக்கத்தின் அடிப்படையிலான ஒரு திட்டம்MZM மாடுலேட்டர்

ஒளியியல் அதிர்வெண் பரவலை ஒரு லிடாராகப் பயன்படுத்தலாம்.ஒளி மூலம்ஒரே நேரத்தில் வெவ்வேறு திசைகளில் ஒளியை உமிழவும் ஸ்கேன் செய்யவும் முடியும், மேலும் இது MUX கட்டமைப்பை நீக்கி, 800G FR4 பல்-அலைநீள ஒளி மூலமாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். பொதுவாக, பல்-அலைநீள ஒளி மூலமானது குறைந்த சக்தி வாய்ந்ததாகவோ அல்லது சரியாகப் பொதி செய்யப்படாததாகவோ இருக்கும், மேலும் பல சிக்கல்களும் உள்ளன. இன்று அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட இந்தத் திட்டம் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் குறிப்புக்காகப் பயன்படுத்தப்படலாம். அதன் கட்டமைப்பு வரைபடம் பின்வருமாறு காட்டப்பட்டுள்ளது: உயர்-சக்திDFB லேசர்ஒளி மூலமானது கால களத்தில் தொடர் அலை ஒளியாகவும், அதிர்வெண்ணில் ஒற்றை அலைநீளமாகவும் உள்ளது. ஒரு வழியாகச் சென்ற பிறகுமாடுலேட்டர்ஒரு குறிப்பிட்ட பண்பேற்ற அதிர்வெண் fRF உடன், பக்கப்பட்டை உருவாக்கப்படும், மேலும் அந்தப் பக்கப்பட்டை இடைவெளியே பண்பேற்றப்பட்ட அதிர்வெண் fRF ஆகும். படம் b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்தப் பண்பேற்றி 8.2 மிமீ நீளமுள்ள ஒரு LNOI பண்பேற்றியைப் பயன்படுத்துகிறது. அதிக சக்தி கொண்ட ஒரு நீண்ட பகுதிக்குப் பிறகுகட்ட மாடுலேட்டர்பண்பேற்ற அதிர்வெண்ணும் fRF ஆகும், மேலும் அதன் கட்டமானது RF சமிக்ஞை மற்றும் ஒளித் துடிப்பின் முகடு அல்லது பள்ளத்தை ஒன்றுக்கொன்று சார்பாக உருவாக்க வேண்டும், இதன் விளைவாக ஒரு பெரிய சிற்றலை ஏற்பட்டு, அதிக ஒளியியல் பற்கள் உருவாகின்றன. பண்பேற்றியின் DC சார்பு மற்றும் பண்பேற்ற ஆழம் ஆகியவை ஒளியியல் அதிர்வெண் பரவலின் சமதளத்தன்மையை பாதிக்கக்கூடும்.

கணிதரீதியாக, மாடுலேட்டரால் ஒளிப் புலம் பண்பேற்றம் செய்யப்பட்ட பிறகு கிடைக்கும் சமிக்ஞை:
வெளியீட்டு ஒளியியல் புலம் என்பது wrf அதிர்வெண் இடைவெளியைக் கொண்ட ஒரு ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறல் என்பதையும், அந்த ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறல் பல்லின் செறிவு DFB ஒளியியல் ஆற்றலுடன் தொடர்புடையது என்பதையும் காணலாம். MZM மாடுலேட்டர் வழியாகச் செல்லும் ஒளிச் செறிவை உருவகப்படுத்துவதன் மூலம் மற்றும்PM கட்ட மாடுலேட்டர்பின்னர் FFT மூலம், ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறல் நிறமாலை பெறப்படுகிறது. இந்த உருவகப்படுத்துதலின் அடிப்படையில், ஒளியியல் அதிர்வெண் சமதளத்தன்மைக்கும் பண்பேற்றி DC சார்பு மற்றும் பண்பேற்ற ஆழத்திற்கும் இடையிலான நேரடித் தொடர்பை பின்வரும் படம் காட்டுகிறது.

பின்வரும் படம், 0.6π MZM பயாஸ் DC மற்றும் 0.4π மாடுலேஷன் டெப்த் கொண்ட உருவகப்படுத்தப்பட்ட ஸ்பெக்ட்ரல் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது, இது அதன் தட்டையான தன்மை <5dB என்பதைக் காட்டுகிறது.

பின்வருவது MZM மாடுலேட்டரின் பேக்கேஜ் வரைபடம் ஆகும், இதில் LN-ன் தடிமன் 500nm, அரிப்பு ஆழம் 260nm, மற்றும் அலைவழி அகலம் 1.5um ஆகும். தங்க மின்முனையின் தடிமன் 1.2um ஆகும். மேல் உறை SIO2-ன் தடிமன் 2um ஆகும்.

பின்வருவது, 13 ஒளியியல் அடர்த்தி குறைந்த பற்களையும் <2.4dB சமதளத்தன்மையையும் கொண்ட, சோதிக்கப்பட்ட OFC-யின் நிறமாலையாகும். பண்பேற்ற அதிர்வெண் 5GHz ஆகும், மேலும் MZM மற்றும் PM-இல் உள்ள RF ஆற்றல் சுமை முறையே 11.24 dBm மற்றும் 24.96dBm ஆகும். PM-RF ஆற்றலை மேலும் அதிகரிப்பதன் மூலம் ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறல் தூண்டலின் பற்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்கலாம், மேலும் பண்பேற்ற அதிர்வெண்ணை அதிகரிப்பதன் மூலம் ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறல் இடைவெளியை அதிகரிக்கலாம்.
மேற்கண்டது LNOI திட்டத்தையும், பின்வருவது IIIV திட்டத்தையும் அடிப்படையாகக் கொண்டது. கட்டமைப்பு வரைபடம் பின்வருமாறு: இந்த சிப், DBR லேசர், MZM மாடுலேட்டர், PM ஃபேஸ் மாடுலேட்டர், SOA மற்றும் SSC ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது. ஒரே சிப்பால் உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒளியியல் அதிர்வெண் மெலிதாக்கத்தை அடைய முடியும்.

DBR லேசரின் SMSR 35dB, வரி அகலம் 38MHz மற்றும் ட்யூனிங் வரம்பு 9nm ஆகும்.

MZM மாடுலேட்டர், 1 மிமீ நீளமும் வெறும் 7GHz@3dB அலைவரிசை அகலமும் கொண்ட சைட்பேண்டை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது. இது முக்கியமாக மின்மறுப்புப் பொருத்தமின்மை மற்றும் -8B பயாஸில் 20dB வரையிலான ஒளியழற்சியால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

பண்பேற்ற ஒளியியல் வேறுபாட்டு இழப்பை ஈடுசெய்யப் பயன்படும் SOA-வின் நீளம் 500µm ஆகும், மேலும் நிறமாலை அலைவரிசை அகலம் 62nm@3dB@90mA ஆகும். வெளியீட்டில் உள்ள ஒருங்கிணைந்த SSC, சிப்பின் இணைப்புத் திறனை மேம்படுத்துகிறது (இணைப்புத் திறன் 5dB ஆகும்). இறுதி வெளியீட்டுத் திறன் சுமார் −7dBm ஆகும்.

ஒளியியல் அதிர்வெண் சிதறலை உருவாக்குவதற்காக, RF பண்பேற்ற அதிர்வெண் 2.6GHz ஆகவும், திறன் 24.7dBm ஆகவும், கட்டப் பண்பேற்றியின் Vpi 5V ஆகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கீழேயுள்ள படம், 10dB-இல் 17 ஒளிவெறுப்புப் பற்கள் மற்றும் 30dB-க்கு அதிகமான SNSR உடன் விளைந்த ஒளிவெறுப்பு நிறமாலையைக் காட்டுகிறது.

இந்தத் திட்டம் 5G மைக்ரோவேவ் பரிமாற்றத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் பின்வரும் படம், ஒளி உணரியால் கண்டறியப்பட்ட நிறமாலைக் கூறாகும், இது 10 மடங்கு அதிர்வெண் மூலம் 26G சிக்னல்களை உருவாக்க முடியும் என்பது இங்கு குறிப்பிடப்படவில்லை.

சுருக்கமாக, இந்த முறையால் உருவாக்கப்படும் ஒளியியல் அதிர்வெண் நிலையான அதிர்வெண் இடைவெளி, குறைந்த கட்ட இரைச்சல், அதிக சக்தி மற்றும் எளிதான ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் பல சிக்கல்களும் உள்ளன. PM-இல் ஏற்றப்படும் RF சிக்னலுக்கு அதிக சக்தி தேவைப்படுகிறது, இது ஒப்பீட்டளவில் அதிக மின் நுகர்வைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதிர்வெண் இடைவெளியானது பண்பேற்ற வீதத்தால் 50GHz வரை கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இதற்கு FR8 அமைப்பில் ஒரு பெரிய அலைநீள இடைவெளி (பொதுவாக >10nm) தேவைப்படுகிறது. இதன் வரையறுக்கப்பட்ட பயன்பாடு மற்றும் போதுமான சக்தி சமநிலை இல்லாத நிலை ஆகியவை இதன் சிறப்பம்சங்கள் ஆகும்.