MZM మాడ్యులేటర్ ఆధారంగా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ సన్నబడటం యొక్క పథకం

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ సన్నబడటానికి ఒక పథకం దీని ఆధారంగాMZM మాడ్యులేటర్

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ వ్యాప్తిని liDAR గా ఉపయోగించవచ్చుకాంతి మూలంఒకేసారి వేర్వేరు దిశల్లో విడుదల చేయడానికి మరియు స్కాన్ చేయడానికి, మరియు దీనిని 800G FR4 యొక్క బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి వనరుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు, ఇది MUX నిర్మాణాన్ని తొలగిస్తుంది. సాధారణంగా, బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలం తక్కువ శక్తితో ఉంటుంది లేదా బాగా ప్యాక్ చేయబడదు మరియు అనేక సమస్యలు ఉంటాయి. ఈ రోజు ప్రవేశపెట్టబడిన పథకం అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు సూచన కోసం దీనిని సూచించవచ్చు. దీని నిర్మాణ రేఖాచిత్రం ఈ క్రింది విధంగా చూపబడింది: అధిక-శక్తిDFB లేజర్కాంతి వనరు కాలక్రమంలో CW కాంతి మరియు పౌనఃపున్యంలో ఒకే తరంగదైర్ఘ్యం. a గుండా వెళ్ళిన తర్వాతమాడ్యులేటర్ఒక నిర్దిష్ట మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ fRF తో, సైడ్‌బ్యాండ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది మరియు సైడ్‌బ్యాండ్ విరామం మాడ్యులేటెడ్ ఫ్రీక్వెన్సీ fRF అవుతుంది. మాడ్యులేటర్ 8.2mm పొడవు గల LNOI మాడ్యులేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది చిత్రం b లో చూపబడింది. అధిక-శక్తి యొక్క పొడవైన విభాగం తర్వాతదశ మాడ్యులేటర్, మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ కూడా fRF, మరియు దాని దశ RF సిగ్నల్ మరియు లైట్ పల్స్ యొక్క క్రెస్ట్ లేదా ట్రఫ్‌ను ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా తయారు చేయాలి, ఫలితంగా పెద్ద చిర్ప్ వస్తుంది, ఫలితంగా ఎక్కువ ఆప్టికల్ దంతాలు వస్తాయి. మాడ్యులేటర్ యొక్క DC బయాస్ మరియు మాడ్యులేషన్ డెప్త్ ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ యొక్క ఫ్లాట్‌నెస్‌ను ప్రభావితం చేస్తాయి.

గణితశాస్త్రపరంగా, కాంతి క్షేత్రాన్ని మాడ్యులేటర్ మాడ్యులేట్ చేసిన తర్వాత సిగ్నల్ ఇలా ఉంటుంది:
అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ ఫీల్డ్ అనేది wrf యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ విరామంతో కూడిన ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ అని చూడవచ్చు మరియు ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ టూత్ యొక్క తీవ్రత DFB ఆప్టికల్ పవర్‌కి సంబంధించినది. MZM మాడ్యులేటర్ గుండా వెళుతున్న కాంతి తీవ్రతను అనుకరించడం ద్వారా మరియుPM దశ మాడ్యులేటర్, ఆపై FFT, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ స్పెక్ట్రం పొందబడుతుంది. ఈ సిమ్యులేషన్ ఆధారంగా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఫ్లాట్‌నెస్ మరియు మాడ్యులేటర్ DC బయాస్ మరియు మాడ్యులేషన్ డెప్త్ మధ్య ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని క్రింది బొమ్మ చూపిస్తుంది.

కింది బొమ్మ 0.6π యొక్క MZM బయాస్ DC మరియు 0.4π యొక్క మాడ్యులేషన్ డెప్త్‌తో అనుకరణ స్పెక్ట్రల్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది, ఇది దాని ఫ్లాట్‌నెస్ <5dB అని చూపిస్తుంది.

MZM మాడ్యులేటర్ యొక్క ప్యాకేజీ రేఖాచిత్రం క్రింది విధంగా ఉంది, LN 500nm మందం, ఎచింగ్ లోతు 260nm, మరియు వేవ్‌గైడ్ వెడల్పు 1.5um. గోల్డ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క మందం 1.2um. ఎగువ క్లాడింగ్ SIO2 యొక్క మందం 2um.

పరీక్షించబడిన OFC యొక్క స్పెక్ట్రం క్రింద ఇవ్వబడింది, 13 ఆప్టికల్‌గా స్పార్సేస్ దంతాలు మరియు ఫ్లాట్‌నెస్ <2.4dB. మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ 5GHz, మరియు MZM మరియు PM లలో RF పవర్ లోడింగ్ వరుసగా 11.24 dBm మరియు 24.96dBm. PM-RF శక్తిని మరింత పెంచడం ద్వారా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ ఎక్సైటేషన్ యొక్క దంతాల సంఖ్యను పెంచవచ్చు మరియు మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ విరామాన్ని పెంచవచ్చు. చిత్రం
పైన పేర్కొన్నది LNOI పథకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కిందిది IIIV పథకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. నిర్మాణ రేఖాచిత్రం ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: చిప్ DBR లేజర్, MZM మాడ్యులేటర్, PM ఫేజ్ మాడ్యులేటర్, SOA మరియు SSC లను అనుసంధానిస్తుంది. ఒకే చిప్ అధిక పనితీరు గల ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ సన్నబడటాన్ని సాధించగలదు.

DBR లేజర్ యొక్క SMSR 35dB, లైన్ వెడల్పు 38MHz, మరియు ట్యూనింగ్ పరిధి 9nm.

MZM మాడ్యులేటర్ 1mm పొడవు మరియు కేవలం 7GHz@3dB బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో సైడ్‌బ్యాండ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రధానంగా ఇంపెడెన్స్ అసమతుల్యత, 20dB@-8B బయాస్ వరకు ఆప్టికల్ నష్టం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.

SOA పొడవు 500µm, ఇది మాడ్యులేషన్ ఆప్టికల్ తేడా నష్టాన్ని భర్తీ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్‌విడ్త్ 62nm@3dB@90mA. అవుట్‌పుట్ వద్ద ఇంటిగ్రేటెడ్ SSC చిప్ యొక్క కప్లింగ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది (కప్లింగ్ సామర్థ్యం 5dB). తుది అవుట్‌పుట్ పవర్ దాదాపు −7dBm.

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఉపయోగించే RF మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ 2.6GHz, పవర్ 24.7dBm, మరియు ఫేజ్ మాడ్యులేటర్ యొక్క Vpi 5V. క్రింద ఉన్న బొమ్మ 17 ఫోటోఫోబిక్ దంతాలు @10dB మరియు 30dB కంటే ఎక్కువ SNSR కలిగిన ఫలిత ఫోటోఫోబిక్ స్పెక్ట్రం.

ఈ పథకం 5G మైక్రోవేవ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం ఉద్దేశించబడింది మరియు కింది బొమ్మ లైట్ డిటెక్టర్ ద్వారా గుర్తించబడిన స్పెక్ట్రమ్ భాగం, ఇది 26G సిగ్నల్‌లను ఫ్రీక్వెన్సీకి 10 రెట్లు ఉత్పత్తి చేయగలదు. ఇది ఇక్కడ పేర్కొనబడలేదు.

సారాంశంలో, ఈ పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ విరామం, తక్కువ దశ శబ్దం, అధిక శక్తి మరియు సులభమైన ఏకీకరణను కలిగి ఉంటుంది, కానీ అనేక సమస్యలు కూడా ఉన్నాయి. PMలో లోడ్ చేయబడిన RF సిగ్నల్‌కు పెద్ద శక్తి, సాపేక్షంగా పెద్ద విద్యుత్ వినియోగం అవసరం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ విరామం 50GHz వరకు మాడ్యులేషన్ రేటు ద్వారా పరిమితం చేయబడింది, దీనికి FR8 వ్యవస్థలో పెద్ద తరంగదైర్ఘ్య విరామం (సాధారణంగా >10nm) అవసరం. పరిమిత వినియోగం, పవర్ ఫ్లాట్‌నెస్ ఇప్పటికీ సరిపోదు.