مخطط لتخفيف التردد البصري يعتمد علىمعدِّل MZM
يمكن استخدام تشتت التردد البصري كجهاز ليدارمصدر الضوءلإصدار ومسح ضوئي في اتجاهات مختلفة في آنٍ واحد، ويمكن استخدامه أيضًا كمصدر ضوء متعدد الأطوال الموجية لـ 800G FR4، مما يُلغي بنية MUX. عادةً ما يكون مصدر الضوء متعدد الأطوال الموجية إما منخفض الطاقة أو غير مُحكم التغليف، مما يُسبب العديد من المشاكل. يتميز المخطط المُقدم اليوم بالعديد من المزايا، ويمكن الرجوع إليه كمرجع. يُوضح مخطط هيكله كما يلي: عالي الطاقةليزر DFBمصدر الضوء هو ضوء CW في المجال الزمني وطول موجي واحد في التردد. بعد المرور عبرمعدِّلعند تردد تعديل fRF معين، سيتم توليد نطاق جانبي، ويكون فاصل النطاق الجانبي هو التردد المعدل fRF. يستخدم المُعدِّل مُعدِّل LNOI بطول 8.2 مم، كما هو موضح في الشكل ب. بعد مقطع طويل من الطاقة العاليةمعدِّل الطورتردد التعديل هو أيضًا fRF، ويجب أن يُشكّل طوره قمة أو قاع إشارة التردد اللاسلكي ونبضة الضوء بالنسبة لبعضهما البعض، مما يُنتج زقزقة عالية، وبالتالي المزيد من الأسنان البصرية. يمكن أن يؤثر انحياز التيار المستمر وعمق تعديل المُعدِّل على تسطيح تشتت التردد البصري.
رياضيا، الإشارة بعد تعديل مجال الضوء بواسطة المُعدِّل هي:
يتضح أن المجال البصري الخارج عبارة عن تشتت تردد بصري بفاصل ترددي wrf، وأن شدة تشتت التردد البصري مرتبطة بالقدرة الضوئية لـ DFB. بمحاكاة شدة الضوء المار عبر مُعدِّل MZM،معدِّل طور PM، ثم باستخدام تحويل فورييه السريع (FFT)، يتم الحصول على طيف تشتت التردد البصري. يوضح الشكل التالي العلاقة المباشرة بين تسطيح التردد البصري وانحياز التيار المستمر للمُعدِّل وعمق التعديل بناءً على هذه المحاكاة.
يوضح الشكل التالي مخطط الطيف المحاكى مع تحيز MZM DC بقيمة 0.6π وعمق التعديل بقيمة 0.4π، مما يوضح أن تسطيحه <5dB.
فيما يلي مخطط عبوة مُعدِّل MZM. يبلغ سُمك LN 500 نانومتر، وعمق النقش 260 نانومتر، وعرض الموجّه الموجي 1.5 ميكرومتر. سُمك القطب الذهبي 1.2 ميكرومتر، وسمك الغلاف العلوي SIO2 2 ميكرومتر.
فيما يلي طيف OFC المُختَبَر، مع 13 سنًا متفرقة بصريًا ودرجة تسطيح أقل من 2.4 ديسيبل. تردد التعديل 5 جيجاهرتز، وحمل طاقة التردد اللاسلكي في MZM وPM هو 11.24 ديسيبل و24.96 ...
يعتمد ما سبق على مخطط LNOI، وما يليه على مخطط IIIV. مخطط الهيكل كما يلي: تدمج الشريحة ليزر DBR، ومُعدِّل MZM، ومُعدِّل طور PM، وSOA، وSSC. يمكن لشريحة واحدة تحقيق ترقيق تردد ضوئي عالي الأداء.
تبلغ SMSR الخاصة بليزر DBR 35 ديسيبل، وعرض الخط 38 ميجا هرتز، ونطاق الضبط 9 نانومتر.
يُستخدم مُعدّل MZM لتوليد نطاق جانبي بطول 1 مم وعرض نطاق يبلغ 7 جيجاهرتز فقط عند 3 ديسيبل. يحدّ من ذلك بشكل رئيسي عدم تطابق المعاوقة، وفقدان بصري يصل إلى 20 ديسيبل عند انحياز -8 بي.
يبلغ طول SOA 500 ميكرومتر، ويُستخدم لتعويض فقدان فرق التضمين الضوئي، ويبلغ عرض النطاق الطيفي 62 نانومترًا عند 3 ديسيبل عند 90 مللي أمبير. يُحسّن SSC المُدمج عند المخرج كفاءة اقتران الشريحة (5 ديسيبل). تبلغ طاقة الخرج النهائية حوالي -7 ديسيبل مللي أمبير.
لإنتاج تشتت التردد البصري، يُستخدم تردد تعديل الترددات الراديوية (RF) بتردد 2.6 جيجاهرتز، وطاقة 24.7 ديسيبل ميلي واط، وجهد تعديل الطور (Vpi) بجهد 5 فولت. يوضح الشكل أدناه الطيف الناتج الكاره للضوء، مع 17 سنًا كارهًا للضوء عند 10 ديسيبل، ونسبة تردد SNSR أعلى من 30 ديسيبل.
هذا المخطط مُصمم لنقل موجات الميكروويف بتقنية الجيل الخامس، والشكل التالي يُظهر مُكوّن الطيف الذي يلتقطه كاشف الضوء، والذي يُمكنه توليد إشارات ٢٦ جيجا بتردد أعلى بعشرة أضعاف. لم يُذكر ذلك هنا.
باختصار، يتميز التردد الضوئي الناتج عن هذه الطريقة بفاصل ترددي ثابت، وانخفاض ضوضاء الطور، وطاقة عالية، وسهولة في التكامل، إلا أن هناك بعض المشاكل. تتطلب إشارة التردد اللاسلكي المحملة على وحدة المعالجة المركزية طاقة عالية، واستهلاكًا كبيرًا نسبيًا للطاقة، كما أن فاصل التردد محدود بمعدل التضمين، حتى 50 جيجاهرتز، مما يتطلب فاصل طول موجي أكبر (عادةً >10 نانومتر) في نظام FR8. نظرًا لمحدودية الاستخدام، فإن استقرار الطاقة لا يزال غير كافٍ.
وقت النشر: ١٩ مارس ٢٠٢٤