Un esquema d'aprimament de freqüència òptica basat en el modulador MZM

Un esquema d'aprimament de freqüència òptica basat enModulador MZM

La dispersió de freqüència òptica es pot utilitzar com a liDARfont de llumper emetre i escanejar simultàniament en diferents direccions, i també es pot utilitzar com a font de llum multilongitud d'ona de 800G FR4, eliminant l'estructura MUX. En general, la font de llum de diverses longituds d'ona és de baixa potència o no està ben empaquetada, i hi ha molts problemes. L'esquema introduït avui té molts avantatges i es pot consultar com a referència. El seu diagrama d'estructura es mostra de la següent manera: L'alta potènciaLàser DFBLa font de llum és llum CW en el domini del temps i longitud d'ona única en freqüència. Després de passar per amoduladoramb una certa freqüència de modulació fRF, es generarà banda lateral i l'interval de banda lateral és la freqüència modulada fRF. El modulador utilitza un modulador LNOI amb una longitud de 8,2 mm, tal com es mostra a la figura b. Després d'un llarg tram d'alta potènciamodulador de fase, la freqüència de modulació també és fRF, i la seva fase ha de fer que la cresta o l'abeurador del senyal de RF i el pols de llum entre si, donant lloc a un gran xirpin, donant lloc a més dents òptiques. El biaix de CC i la profunditat de modulació del modulador poden afectar la planitud de la dispersió de la freqüència òptica.

Matemàticament, el senyal després que el camp de llum sigui modulat pel modulador és:
Es pot veure que el camp òptic de sortida és una dispersió de freqüència òptica amb un interval de freqüència de wrf, i la intensitat de la dent de dispersió de freqüència òptica està relacionada amb la potència òptica DFB. Simulant la intensitat de la llum que passa pel modulador MZM iModulador de fase PM, i després FFT, s'obté l'espectre de dispersió de freqüència òptica. La figura següent mostra la relació directa entre la planitud de la freqüència òptica i el biaix de CC del modulador i la profunditat de modulació basada en aquesta simulació.

La figura següent mostra el diagrama espectral simulat amb un biaix MZM DC de 0,6π i una profunditat de modulació de 0,4π, que mostra que la seva planitud és <5dB.

El següent és el diagrama del paquet del modulador MZM, LN té un gruix de 500 nm, la profunditat de gravat és de 260 nm i l'amplada de la guia d'ones és d'1,5 um. El gruix de l'elèctrode d'or és d'1,2 um. El gruix del revestiment superior SIO2 és de 2um.

El següent és l'espectre de l'OFC provat, amb 13 dents òpticament escasses i planitud <2,4 dB. La freqüència de modulació és de 5 GHz i la càrrega de potència de RF en MZM i PM és d'11,24 dBm i 24,96 dBm respectivament. El nombre de dents d'excitació de dispersió de freqüència òptica es pot augmentar augmentant encara més la potència PM-RF, i l'interval de dispersió de freqüència òptica es pot augmentar augmentant la freqüència de modulació. imatge
L'anterior es basa en l'esquema LNOI i el següent es basa en l'esquema IIIV. El diagrama d'estructura és el següent: el xip integra làser DBR, modulador MZM, modulador de fase PM, SOA i SSC. Un sol xip pot aconseguir un aprimament de freqüència òptica d'alt rendiment.

L'SMSR del làser DBR és de 35 dB, l'amplada de línia és de 38 MHz i el rang de sintonització és de 9 nm.

El modulador MZM s'utilitza per generar banda lateral amb una longitud d'1 mm i una amplada de banda de només 7GHz@3dB. Limitat principalment per desajust d'impedància, pèrdua òptica de fins a 20dB@-8B biaix

La longitud SOA és de 500 µm, que s'utilitza per compensar la pèrdua de diferència òptica de modulació, i l'amplada de banda espectral és de 62 nm@3dB@90mA. El SSC integrat a la sortida millora l'eficiència d'acoblament del xip (l'eficiència d'acoblament és de 5 dB). La potència de sortida final és d'uns -7dBm.

Per tal de produir dispersió de freqüència òptica, la freqüència de modulació de RF utilitzada és de 2,6 GHz, la potència és de 24,7 dBm i el Vpi del modulador de fase és de 5 V. La figura següent és l'espectre fotofòbic resultant amb 17 dents fotofòbiques a 10 dB i SNSR superior a 30 dB.

L'esquema està pensat per a la transmissió de microones 5G, i la figura següent és el component de l'espectre detectat pel detector de llum, que pot generar senyals de 26G per 10 vegades la freqüència. Aquí no s'indica.

En resum, la freqüència òptica generada per aquest mètode té un interval de freqüència estable, un baix soroll de fase, una gran potència i una fàcil integració, però també hi ha diversos problemes. El senyal de RF carregat al PM requereix una gran potència, un consum d'energia relativament gran i l'interval de freqüència està limitat per la taxa de modulació, fins a 50 GHz, que requereix un interval de longitud d'ona més gran (generalment > 10 nm) al sistema FR8. Ús limitat, la planitud de potència encara no és suficient.