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 de longitud d'ona de 800g FR4, eliminant l'estructura MUX. Normalment, la font de llum de longitud d’ona és de baixa potència o no està ben envasada, i hi ha molts problemes. L’esquema introduït avui té molts avantatges i es pot referir per referència. El seu diagrama d’estructura es mostra de la manera següent: la potència altaLàser DFBLa font de llum és la llum CW en el domini de temps i la longitud d'ona única en freqüència. Després de passar per unmoduladorAmb una certa freqüència de modulació FRF, es generarà la 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’una llarga secció de gran potènciaModulador de fase, La freqüència de modulació també és FRF, i la seva fase necessita fer la cresta o l’abeurador del senyal RF i el pols de llum respecte entre si, donant lloc a un gran chirp, donant lloc a dents més òptiques. El biaix de corrent continu i la profunditat de modulació del modulador poden afectar la planitud de la dispersió de la freqüència òptica.

Matemàticament, el senyal després del camp de llum està 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 de 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 plana de freqüència òptica i el biaix DC del modulador i la profunditat de modulació basada en aquesta simulació.

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

A continuació es mostra el diagrama de paquets del modulador MZM, LN té 500nm de gruix, la profunditat de gravat és de 260nm i l'amplada de la guia d'ona és de 1,5um. El gruix de l'elèctrode d'or és de 1,2um. El gruix del revestiment superior SiO2 és de 2um.

A continuació es mostra l’espectre de l’OFC provat, amb 13 dents òpticament escasses i la planitud <2,4dB. La freqüència de modulació és de 5GHz i la càrrega de potència de RF en MZM i PM és d’11,24 dBm i 24,96dBm respectivament. El nombre de dents d’excitació de dispersió de freqüència òptica es pot augmentar augmentant encara més la potència PM-RF i es pot augmentar l’interval de dispersió de freqüència òptica augmentant la freqüència de modulació. cuadre
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.

El SMSR del làser DBR és de 35dB, l'amplada de la línia és de 38 MHz i el rang d'afinació és de 9nm.

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

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 62nm@3DB@90MA. El SSC integrat a la sortida millora l'eficiència d'acoblament del xip (l'eficiència d'acoblament és de 5dB). La potència de sortida final és d'aproximadament −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 24,7dbm i el VPI del modulador de fase és de 5V. La figura següent és l’espectre fotòfob resultant amb 17 dents fotòfobes @10DB i SNSR superiors a 30dB.

L’esquema està destinat a la transmissió de microones 5G i la figura següent és el component d’espectre detectat pel detector de llum, que pot generar senyals 26G per 10 vegades la freqüència. No s’indica aquí.

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