مخطط لتخفيف التردد البصري على أساس MZM Modulator

مخطط ترقق التردد البصري على أساسMZM Modulator

يمكن استخدام تشتت التردد البصري باعتباره lidarمصدر الضوءفي وقت واحد ينبعث ومسح ضوئي في اتجاهات مختلفة ، ويمكن أيضًا استخدامه كمصدر لضوء متعدد الطول في 800 جرام FR4 ، مما يلغي بنية MUX. عادةً ما يكون مصدر الضوء متعدد الطول الموجي إما طاقة منخفضة أو غير معبأة جيدًا ، وهناك العديد من المشكلات. يحتوي المخطط الذي تم تقديمه اليوم على العديد من المزايا ويمكن الإشارة إليه للرجوع إليه. يظهر مخطط بنيةه على النحو التالي: الطاقة العاليةDFB ليزرمصدر الضوء هو ضوء CW في مجال الوقت وطول موجة واحدة في التردد. بعد المرور عبر أالمغيرمع تردد تعديل معين FRF ، سيتم إنشاء النطاق الجانبي ، والفاصل الزمني للنطاق الجانبي هو التردد المعدل FRF. يستخدم المغير معدل LNOI بطول 8.2 مم ، كما هو مبين في الشكل ب. بعد قسم طويل من الطاقة العاليةالمرحلة المغير، وتردد التعديل هو أيضًا FRF ، ويحتاج الطور إلى جعل قمة أو حوض إشارة RF ونبض الضوء بالنسبة لبعضها البعض ، مما يؤدي إلى غرد كبير ، مما يؤدي إلى المزيد من الأسنان البصرية. يمكن أن يؤثر التحيز DC وعمق التعديل للمغير على تسطيح تشتت التردد البصري.

من الناحية الرياضية ، يتم تعديل الإشارة بعد حقل الضوء بواسطة المغير:
يمكن ملاحظة أن الحقل البصري للإخراج هو تشتت التردد البصري مع فاصل التردد من WRF ، وترتبط شدة أسنان تشتت التردد البصري بالقوة البصرية DFB. عن طريق محاكاة شدة الضوء التي تمر عبر MZM Modulator وPM مرحلة المغير، ثم FFT ، يتم الحصول على طيف تشتت التردد البصري. يوضح الشكل التالي العلاقة المباشرة بين تسطيح التردد البصري وتحيز المغير DC وعمق التعديل بناءً على هذه المحاكاة.

يوضح الشكل التالي المخطط الطيفي المحاكاة مع تحيز MZM DC من 0.6π وعمق التعديل 0.4π ، مما يدل على أن تسطيحه أقل من 5 ديسيبل.

فيما يلي مخطط الحزمة لمحول MZM ، يبلغ سمك LN 500 نانومتر ، وعمق الحفر هو 260 نانومتر ، وعرض الدليل الموجي هو 1.5um. سمك القطب الذهب هو 1.2um. سمك الكسوة العلوية SiO2 هو 2um.

فيما يلي طيف اختبار OFC الذي تم اختباره ، مع 13 أسنان متناثرة بصريًا وتسطيحًا <2.4 ديسيبل. تردد التعديل هو 5 جيجا هرتز ، وتحميل طاقة RF في MZM و PM هو 11.24 DBM و 24.96DBM على التوالي. يمكن زيادة عدد أسنان إثارة تشتت التردد البصري عن طريق زيادة قوة PM-RF ، ويمكن زيادة فاصل تشتت التردد البصري عن طريق زيادة تردد التعديل. صورة
يعتمد ما سبق على مخطط LNOI ، ويستند ما يلي على مخطط IIIV. مخطط الهيكل هو كما يلي: تدمج الرقاقة ليزر DBR ، MZM Modulator ، PM Phase Modulator ، SOA و SSC. يمكن أن تحقق شريحة واحدة ترقق التردد البصري عالي الأداء.

SMSR من ليزر DBR هو 35dB ، وعرض الخط هو 38 ميجا هرتز ، ومدى ضبط 9nm.

يتم استخدام MZM Modulator لإنشاء النطاق الجانبي بطول 1 مم وعرض النطاق الترددي من 7 جيجا هرتز فقط@3DB. يقتصر بشكل أساسي على عدم تطابق المعاوقة ، والخسارة البصرية تصل إلى 20 ديسيبل@-8b التحيز

يبلغ طول SOA 500µm ، والذي يستخدم لتعويض فقدان الفرق البصري التعديل ، وعرض النطاق الترددي الطيفي 62nm@3db@90ma. يعمل SSC المتكامل في الناتج على تحسين كفاءة اقتران الشريحة (كفاءة الاقتران هي 5 ديسيبل). طاقة الإخراج النهائية حوالي 7dbm.

من أجل إنتاج تشتت التردد البصري ، يكون تردد تعديل الترددات اللاسلكية المستخدمة 2.6 جيجا هرتز ، والقوة هي 24.7dbm ، و VPI لمجموعة المرحلة هو 5V. الشكل أدناه هو الطيف الضوئي الناتج مع 17 أسنان رهاب ضوئي @10db و SNSR أعلى من 30 ديسيبل.

هذا المخطط مخصص لنقل 5G ميكروويف ، والشكل التالي هو مكون الطيف الذي تم اكتشافه بواسطة كاشف الضوء ، والذي يمكن أن يولد 26 جرامًا بمقدار 10 أضعاف التردد. لم يتم ذكره هنا.

باختصار ، فإن التردد البصري الناتج عن هذه الطريقة له فاصل تواتر مستقر ، وضوضاء الطور المنخفض ، والطاقة العالية والتكامل السهل ، ولكن هناك أيضًا العديد من المشكلات. تتطلب إشارة RF المحملة على PM قوة كبيرة ، واستهلاك الطاقة الكبير نسبيًا ، ويقتصر فاصل التردد على معدل التعديل ، حتى 50 جيجا هرتز ، والذي يتطلب فترة طول موجة أكبر (عمومًا> 10nm) في نظام FR8. الاستخدام المحدود ، لا يزال تسطيح الطاقة غير كافٍ.