แผนการลดความถี่แสงโดยอาศัยหลักการของตัวปรับสัญญาณ MZM
การกระจายความถี่แสงสามารถนำมาใช้เป็นไลดาร์ได้แหล่งกำเนิดแสงเพื่อปล่อยแสงและสแกนในทิศทางต่างๆ พร้อมกัน และยังสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นของ 800G FR4 ได้ โดยไม่ต้องใช้โครงสร้าง MUX โดยปกติแล้ว แหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นมักจะมีกำลังไฟต่ำหรือบรรจุภัณฑ์ไม่ดี และมีปัญหาหลายอย่าง แผนผังที่นำเสนอในวันนี้มีข้อดีหลายประการและสามารถใช้เป็นแบบอย่างได้ แผนภาพโครงสร้างแสดงดังต่อไปนี้: กำลังไฟสูงเลเซอร์ DFBแหล่งกำเนิดแสงเป็นแสงต่อเนื่อง (CW light) ในโดเมนเวลาและมีความยาวคลื่นเดียวในโดเมนความถี่ หลังจากผ่าน...ตัวปรับสัญญาณด้วยความถี่การมอดูเลต fRF ที่กำหนดไว้ จะเกิดแถบข้างขึ้น และช่วงห่างของแถบข้างคือความถี่การมอดูเลต fRF ตัวมอดูเลตใช้ตัวมอดูเลต LNOI ที่มีความยาว 8.2 มม. ดังแสดงในรูป b หลังจากผ่านช่วงกำลังสูงเป็นระยะทางยาวตัวปรับเฟสความถี่ในการมอดูเลชันก็คือ fRF เช่นกัน และเฟสของมันจำเป็นต้องทำให้ยอดหรือหุบของสัญญาณ RF และพัลส์แสงสัมพันธ์กัน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่อย่างมาก ทำให้เกิดลักษณะคล้ายฟันปลาในแสงมากขึ้น ไบแอส DC และความลึกของการมอดูเลชันของตัวมอดูเลเตอร์สามารถส่งผลต่อความเรียบของความกระจายความถี่แสงได้
ในทางคณิตศาสตร์ สัญญาณหลังจากที่สนามแสงถูกปรับเปลี่ยนโดยตัวปรับเปลี่ยนสัญญาณคือ:
จะเห็นได้ว่าสนามแสงขาออกเป็นการกระจายความถี่แสงที่มีช่วงความถี่ wrf และความเข้มของฟันการกระจายความถี่แสงนั้นสัมพันธ์กับกำลังแสง DFB โดยการจำลองความเข้มของแสงที่ผ่านตัวปรับสัญญาณ MZM และตัวปรับเฟส PMจากนั้นจึงทำการแปลงฟูริเยร์แบบเร็ว (FFT) เพื่อหาค่าสเปกตรัมการกระจายความถี่แสง รูปต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความเรียบของความถี่แสงกับค่าไบแอส DC ของตัวปรับสัญญาณ และความลึกของการมอดูเลต โดยอิงจากการจำลองนี้
รูปต่อไปนี้แสดงไดอะแกรมสเปกตรัมจำลองที่มีค่าไบแอส DC ของ MZM เท่ากับ 0.6π และความลึกของการมอดูเลชันเท่ากับ 0.4π ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเรียบของไดอะแกรมนั้นน้อยกว่า 5dB
ต่อไปนี้เป็นแผนภาพแสดงโครงสร้างของตัวปรับสัญญาณ MZM โดย LN มีความหนา 500 นาโนเมตร ความลึกของการกัดเซาะ 260 นาโนเมตร และความกว้างของท่อนำคลื่น 1.5 ไมโครเมตร ความหนาของอิเล็กโทรดทองคำคือ 1.2 ไมโครเมตร และความหนาของชั้นหุ้มด้านบน SIO2 คือ 2 ไมโครเมตร
ต่อไปนี้คือสเปกตรัมของ OFC ที่ทดสอบ ซึ่งมีฟันกระจายแสง 13 ซี่ และความเรียบ <2.4dB ความถี่การมอดูเลชันคือ 5GHz และกำลังไฟฟ้า RF ใน MZM และ PM คือ 11.24 dBm และ 24.96 dBm ตามลำดับ จำนวนฟันของการกระตุ้นการกระจายความถี่แสงสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มกำลังไฟฟ้า PM-RF และช่วงการกระจายความถี่แสงสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มความถี่การมอดูเลชัน (ภาพประกอบ)
ข้างต้นอ้างอิงจากแผนผัง LNOI และต่อไปนี้อ้างอิงจากแผนผัง IIIV แผนภาพโครงสร้างมีดังนี้: ชิปนี้รวมเลเซอร์ DBR, ตัวปรับสัญญาณ MZM, ตัวปรับเฟส PM, SOA และ SSC เข้าไว้ด้วยกัน ชิปเดียวสามารถลดความถี่แสงได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง
ค่า SMSR ของเลเซอร์ DBR คือ 35 dB ความกว้างของเส้นสเปกตรัมคือ 38 MHz และช่วงการปรับจูนคือ 9 nm
ตัวปรับสัญญาณ MZM ใช้สำหรับสร้างแถบข้างที่มีความยาว 1 มม. และแบนด์วิดท์เพียง 7 GHz ที่ 3 dB โดยส่วนใหญ่ถูกจำกัดด้วยความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ การสูญเสียทางแสงสูงถึง 20 dB ที่ไบแอส -8 dB
ความยาวของ SOA คือ 500 µm ซึ่งใช้เพื่อชดเชยการสูญเสียความแตกต่างของแสงในการมอดูเลชั่น และแบนด์วิดท์สเปกตรัมคือ 62 nm@3 dB@90 mA SSC ที่รวมอยู่ในส่วนเอาต์พุตช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อของชิป (ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อคือ 5 dB) กำลังเอาต์พุตสุดท้ายอยู่ที่ประมาณ −7 dBm
เพื่อให้เกิดการกระจายความถี่เชิงแสง ความถี่การมอดูเลต RF ที่ใช้คือ 2.6 GHz กำลังไฟฟ้าคือ 24.7 dBm และ Vpi ของตัวมอดูเลตเฟสคือ 5 V รูปด้านล่างแสดงสเปกตรัมโฟโตโฟบิกที่ได้ โดยมีฟันโฟโตโฟบิก 17 ซี่ที่ 10 dB และ SNSR สูงกว่า 30 dB
แผนการนี้มีจุดประสงค์เพื่อการส่งสัญญาณไมโครเวฟ 5G และรูปต่อไปนี้คือส่วนประกอบสเปกตรัมที่ตรวจจับได้โดยตัวตรวจจับแสง ซึ่งสามารถสร้างสัญญาณ 26G ได้ด้วยความถี่ 10 เท่า (ไม่ได้ระบุไว้ในที่นี้)
โดยสรุปแล้ว ความถี่แสงที่สร้างขึ้นโดยวิธีนี้มีช่วงความถี่ที่เสถียร สัญญาณรบกวนเฟสต่ำ กำลังสูง และง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบ แต่ก็ยังมีปัญหาอยู่หลายประการ สัญญาณ RF ที่ส่งไปยัง PM ต้องการกำลังสูง การใช้พลังงานค่อนข้างมาก และช่วงความถี่ถูกจำกัดด้วยอัตราการมอดูเลชั่น สูงสุดถึง 50GHz ซึ่งต้องการช่วงความยาวคลื่นที่ใหญ่กว่า (โดยทั่วไป >10nm) ในระบบ FR8 ทำให้ใช้งานได้อย่างจำกัด และความเรียบของกำลังยังไม่เพียงพอ
วันที่โพสต์: 19 มีนาคม 2024