แผนการลดความถี่แสงตามโมดูเลเตอร์ MZM
การกระจายความถี่แสงสามารถใช้เป็น LiDAR ได้แหล่งกำเนิดแสงสามารถปล่อยและสแกนได้พร้อมกันในทิศทางต่างๆ และยังสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสง 800G FR4 หลายความยาวคลื่นได้ โดยไม่ต้องอาศัยโครงสร้าง MUX โดยทั่วไปแล้วแหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นจะมีพลังงานต่ำหรือบรรจุภัณฑ์ไม่ดี และมีปัญหามากมาย โครงร่างที่นำเสนอในวันนี้มีข้อดีหลายประการและสามารถอ้างอิงได้ แผนภาพโครงสร้างแสดงดังนี้: แหล่งกำเนิดแสงกำลังสูงดีเอฟบี เลเซอร์แหล่งกำเนิดแสงคือแสง CW ในโดเมนเวลาและความยาวคลื่นเดียวในความถี่ หลังจากผ่านตัวปรับเปลี่ยนด้วยความถี่การมอดูเลต fRF ที่กำหนด แถบข้างจะถูกสร้างขึ้น และช่วงแถบข้างจะเป็นความถี่การมอดูเลต fRF ตัวมอดูเลเตอร์ใช้ตัวมอดูเลเตอร์ LNOI ที่มีความยาว 8.2 มม. ดังแสดงในรูปที่ b หลังจากส่วนยาวของกำลังสูงตัวปรับเฟสความถี่การมอดูเลตก็เป็น fRF เช่นกัน และเฟสของความถี่นี้ต้องสร้างยอดคลื่นหรือร่องคลื่นของสัญญาณ RF และพัลส์แสงที่สัมพันธ์กัน ส่งผลให้เกิดเสียงแหลมสูง ส่งผลให้มีฟันแสงมากขึ้น ค่าไบแอส DC และความลึกของการมอดูเลตของมอดูเลเตอร์อาจส่งผลต่อความเรียบของการกระจายความถี่แสง
ทางคณิตศาสตร์ สัญญาณหลังจากที่สนามแสงถูกปรับเปลี่ยนโดยตัวปรับเปลี่ยนคือ:
จะเห็นได้ว่าสนามแสงขาออกมีการกระจายความถี่แสงที่มีช่วงความถี่ WRF และความเข้มของฟันกระจายความถี่แสงสัมพันธ์กับกำลังแสง DFB โดยจำลองความเข้มแสงที่ผ่านตัวปรับ MZM และตัวปรับเฟส PMจากนั้นจึงทำการแปลงสัญญาณ FFT เพื่อให้ได้สเปกตรัมการกระจายความถี่แสง รูปต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความเรียบของความถี่แสงกับค่าไบแอส DC ของมอดูเลเตอร์และความลึกของการมอดูเลตตามแบบจำลองนี้
รูปต่อไปนี้แสดงแผนภาพสเปกตรัมจำลองโดยมีค่าไบอัส MZM DC เท่ากับ 0.6π และความลึกของการมอดูเลตเท่ากับ 0.4π ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเรียบของค่าดังกล่าวน้อยกว่า 5dB
แผนภาพบรรจุภัณฑ์ของตัวปรับสัญญาณ MZM ต่อไปนี้คือ LN หนา 500 นาโนเมตร ความลึกในการกัด 260 นาโนเมตร และความกว้างของท่อนำคลื่น 1.5 ไมโครเมตร ความหนาของอิเล็กโทรดทองคำ 1.2 ไมโครเมตร และความหนาของแผ่นหุ้มด้านบน SIO2 2 ไมโครเมตร
ต่อไปนี้คือสเปกตรัมของ OFC ที่ทดสอบ ซึ่งมีฟันที่เบาบางทางแสง 13 ซี่ และความเรียบ <2.4dB ความถี่การมอดูเลตคือ 5GHz และกำลังโหลด RF ใน MZM และ PM คือ 11.24 dBm และ 24.96dBm ตามลำดับ จำนวนฟันของการกระตุ้นการกระจายความถี่แสงสามารถเพิ่มได้โดยการเพิ่มกำลัง PM-RF เพิ่มเติม และช่วงการกระจายความถี่แสงสามารถเพิ่มได้โดยการเพิ่มความถี่การมอดูเลต ภาพ
ข้างต้นอ้างอิงจากรูปแบบ LNOI และรูปแบบ IIIV ต่อไปนี้ แผนภาพโครงสร้างมีดังนี้: ชิปนี้รวมเลเซอร์ DBR, ตัวปรับ MZM, ตัวปรับเฟส PM, SOA และ SSC เข้าด้วยกัน ชิปเพียงตัวเดียวสามารถให้ประสิทธิภาพการลดความถี่แสงที่มีประสิทธิภาพสูง
ค่า SMSR ของเลเซอร์ DBR คือ 35dB ความกว้างเส้นคือ 38MHz และช่วงการปรับแต่งคือ 9nm
ตัวมอดูเลเตอร์ MZM ใช้สร้างแถบข้างที่มีความยาว 1 มม. และแบนด์วิดท์เพียง 7GHz@3dB ส่วนใหญ่ถูกจำกัดโดยความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ การสูญเสียแสงสูงสุด 20dB@-8B ไบอัส
ความยาว SOA คือ 500µm ซึ่งใช้เพื่อชดเชยการสูญเสียความแตกต่างของแสงจากการมอดูเลต และแบนด์วิดท์สเปกตรัมคือ 62nm@3dB@90mA SSC ในตัวที่เอาต์พุตช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของชิป (ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อคือ 5dB) กำลังเอาต์พุตสุดท้ายอยู่ที่ประมาณ −7dBm
เพื่อทำให้เกิดการกระจายความถี่แสง ความถี่การมอดูเลต RF ที่ใช้คือ 2.6GHz กำลังไฟฟ้า 24.7dBm และ Vpi ของมอดูเลเตอร์เฟสคือ 5V ภาพด้านล่างคือสเปกตรัมโฟโตโฟบิกที่ได้ โดยมีฟันโฟโตโฟบิก 17 ซี่ ที่ 10dB และ SNSR สูงกว่า 30dB
โครงการนี้มีไว้สำหรับการส่งสัญญาณไมโครเวฟ 5G และภาพต่อไปนี้คือส่วนประกอบสเปกตรัมที่ตรวจจับได้โดยเครื่องตรวจจับแสง ซึ่งสามารถสร้างสัญญาณ 26G ด้วยความถี่ที่มากกว่า 10 เท่า ไม่ได้ระบุไว้ที่นี่
โดยสรุป ความถี่แสงที่สร้างขึ้นโดยวิธีนี้มีช่วงความถี่ที่เสถียร สัญญาณรบกวนเฟสต่ำ กำลังไฟฟ้าสูง และผสานรวมได้ง่าย แต่ก็มีปัญหาหลายประการเช่นกัน สัญญาณ RF ที่โหลดบน PM ต้องใช้กำลังไฟฟ้าสูง กินไฟค่อนข้างมาก และช่วงความถี่ถูกจำกัดด้วยอัตราการมอดูเลต สูงสุดที่ 50 GHz ซึ่งต้องใช้ช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่า (โดยทั่วไปมากกว่า 10 นาโนเมตร) ในระบบ FR8 การใช้งานมีจำกัด ค่าความเรียบของกำลังไฟฟ้ายังไม่เพียงพอ
เวลาโพสต์: 19 มี.ค. 2567