Un esquema d'aprimament de freqüència òptica basat en un 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 multi-longitud d'ona de 800G FR4, eliminant l'estructura MUX. Normalment, la font de llum multi-longitud d'ona és de baixa potència o no està ben empaquetada, i hi ha molts problemes. L'esquema presentat avui té molts avantatges i es pot consultar com a referència. El seu diagrama d'estructura es mostra a continuació: L'alta potènciaLàser DFBla font de llum és llum CW en el domini temporal i longitud d'ona única en freqüència. Després de passar per unmoduladoramb una determinada freqüència de modulació fRF, es generarà una 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, com es mostra a la figura b. Després d'una llarga secció d'alta potènciamodulador de fase, la freqüència de modulació també és fRF, i la seva fase ha de formar la cresta o el vall del senyal RF i el pols de llum entre si, donant lloc a un gran xirp, que genera més dents òptiques. El biaix de CC i la profunditat de modulació del modulador poden afectar la planitud de la dispersió de freqüència òptica.

Matemàticament, el senyal després que el camp lluminós 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 del 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 la polarització de CC del modulador i la profunditat de modulació basada en aquesta simulació.

La figura següent mostra el diagrama espectral simulat amb una polarització 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 de 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 µm. El gruix de l'elèctrode d'or és d'1,2 µm. El gruix del revestiment superior SIO2 és de 2 µm.

El següent és l'espectre de l'OFC provat, amb 13 dents òpticament disperses i planitud <2.4dB. La freqüència de modulació és de 5 GHz, i la càrrega de potència de RF a 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 de l'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 35 dB, l'amplada de línia és de 38 MHz i el rang d'afinació és de 9 nm.

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

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 a 3 dB a 90 mA. L'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 −7 dBm.

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 mostra l'espectre fotofòbic resultant amb 17 dents fotofòbiques a 10 dB i una 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 amb una freqüència 10 vegades superior. No s'indica aquí.

En resum, la freqüència òptica generada per aquest mètode té un interval de freqüència estable, baix soroll de fase, alta potència i fàcil integració, però també hi ha diversos problemes. El senyal 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) en el sistema FR8. Ús limitat, la planitud de la potència encara no és suficient.