Un esquema de adelgazamento da frecuencia óptica baseado no modulador MZM

Un esquema de adelgazamento da frecuencia óptica baseado enModulador MZM

A dispersión de frecuencia óptica pódese usar como un liDARfonte de luzpara emitir e escanear simultaneamente en diferentes direccións, e tamén se pode usar como fonte de luz de varias lonxitudes de onda de 800G FR4, eliminando a estrutura MUX. Normalmente, a fonte de luz de varias lonxitudes de onda é de baixa potencia ou non está ben embalada, e hai moitos problemas. O esquema presentado hoxe ten moitas vantaxes e pódese consultar como referencia. O seu diagrama de estrutura móstrase do seguinte xeito: A alta potenciaLáser DFBfonte de luz é luz CW no dominio do tempo e lonxitude de onda única en frecuencia. Despois de pasar por amoduladorcunha certa frecuencia de modulación fRF, xerarase banda lateral e o intervalo de banda lateral é a frecuencia modulada fRF. O modulador usa un modulador LNOI cunha lonxitude de 8,2 mm, como se mostra na Figura b. Despois dunha longa sección de alta potenciamodulador de fase, a frecuencia de modulación tamén é fRF, e a súa fase debe facer que a crista ou a cuneta do sinal de RF e o pulso luminoso se relacionen entre si, o que orixina un gran chirrido, o que resulta en máis dentes ópticos. A polarización de CC e a profundidade de modulación do modulador poden afectar a planitude da dispersión de frecuencia óptica.

Matemáticamente, o sinal despois de que o campo luminoso sexa modulado polo modulador é:
Pódese ver que o campo óptico de saída é unha dispersión de frecuencia óptica cun intervalo de frecuencia de wrf, e a intensidade do dente de dispersión de frecuencia óptica está relacionada coa potencia óptica DFB. Ao simular a intensidade luminosa que pasa polo modulador MZM eModulador de fase PM, e despois FFT, obtense o espectro de dispersión de frecuencia óptica. A seguinte figura mostra a relación directa entre a planitude da frecuencia óptica e a polarización DC do modulador e a profundidade de modulación baseada nesta simulación.

A seguinte figura mostra o diagrama espectral simulado con polarización MZM DC de 0,6π e profundidade de modulación de 0,4π, o que mostra que a súa planitude é <5dB.

O seguinte é o diagrama do paquete do modulador MZM, LN ten 500 nm de espesor, a profundidade de gravado é de 260 nm e o ancho da guía de ondas é de 1,5 um. O espesor do electrodo de ouro é de 1,2 um. O grosor do revestimento superior SIO2 é de 2um.

O seguinte é o espectro do OFC probado, con 13 dentes ópticamente escasos e planitude <2,4 dB. A frecuencia de modulación é de 5 GHz e a carga de potencia de RF en MZM e PM é de 11,24 dBm e 24,96 dBm respectivamente. O número de dentes de excitación de dispersión de frecuencia óptica pódese aumentar aumentando aínda máis a potencia PM-RF, e o intervalo de dispersión de frecuencia óptica pódese aumentar aumentando a frecuencia de modulación. imaxe
O anterior baséase no esquema LNOI, e o seguinte baséase no esquema IIIV. O diagrama de estrutura é o seguinte: o chip integra láser DBR, modulador MZM, modulador de fase PM, SOA e SSC. Un só chip pode conseguir un adelgazamento da frecuencia óptica de alto rendemento.

O SMSR do láser DBR é de 35 dB, o ancho da liña é de 38 MHz e o rango de sintonía é de 9 nm.

O modulador MZM úsase para xerar banda lateral cunha lonxitude de 1 mm e un ancho de banda de só 7GHz@3dB. Limitado principalmente pola falta de coincidencia de impedancia, perda óptica de ata 20dB@-8B polarización

A lonxitude SOA é de 500 µm, que se usa para compensar a perda de diferenza óptica de modulación, e o ancho de banda espectral é de 62 nm@3dB@90mA. O SSC integrado na saída mellora a eficiencia de acoplamento do chip (a eficiencia de acoplamento é de 5 dB). A potencia de saída final é duns -7 dBm.

Para producir dispersión de frecuencia óptica, a frecuencia de modulación de RF utilizada é de 2,6 GHz, a potencia é de 24,7 dBm e o Vpi do modulador de fase é de 5 V. A seguinte figura é o espectro fotofóbico resultante con 17 dentes fotofóbicos @10dB e SNSR superior a 30dB.

O esquema está pensado para a transmisión de microondas 5G, e a seguinte figura é o compoñente do espectro detectado polo detector de luz, que pode xerar sinais de 26G en 10 veces a frecuencia. Non se indica aquí.

En resumo, a frecuencia óptica xerada por este método ten un intervalo de frecuencia estable, baixo ruído de fase, alta potencia e fácil integración, pero tamén hai varios problemas. O sinal de RF cargado no PM require unha gran potencia, un consumo de enerxía relativamente grande e o intervalo de frecuencia está limitado pola taxa de modulación, ata 50 GHz, o que require un intervalo de lonxitude de onda maior (xeralmente > 10 nm) no sistema FR8. Uso limitado, a planitud de potencia aínda non é suficiente.