MZM మాడ్యులేటర్ ఆధారంగా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ థిన్నింగ్ పథకం

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ థిన్నింగ్ పథకం ఆధారంగాMZM మాడ్యులేటర్

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్‌ను LiDARగా ఉపయోగించవచ్చుకాంతి మూలంవివిధ దిశలలో ఏకకాలంలో ఉద్గారం మరియు స్కాన్ చేయడానికి, మరియు MUX నిర్మాణాన్ని తొలగిస్తూ, దీనిని 800G FR4 యొక్క బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలంగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు. సాధారణంగా, బహుళ-తరంగదైర్ఘ్య కాంతి మూలం తక్కువ శక్తితో ఉంటుంది లేదా సరిగ్గా ప్యాకేజ్ చేయబడి ఉండదు, మరియు అనేక సమస్యలు ఉంటాయి. ఈరోజు పరిచయం చేయబడిన పథకం అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు దీనిని సూచనగా చూడవచ్చు. దీని నిర్మాణ రేఖాచిత్రం క్రింది విధంగా చూపబడింది: అధిక-శక్తిDFB లేజర్కాంతి మూలం టైమ్ డొమైన్‌లో CW కాంతి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీలో సింగిల్ వేవ్‌లెంగ్త్ కలిగి ఉంటుంది. ఒక దాని గుండా వెళ్ళిన తర్వాతమాడ్యులేటర్ఒక నిర్దిష్ట మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ fRF తో, సైడ్‌బ్యాండ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది, మరియు సైడ్‌బ్యాండ్ విరామం అనేది మాడ్యులేటెడ్ ఫ్రీక్వెన్సీ fRF అవుతుంది. మాడ్యులేటర్, పటం b లో చూపిన విధంగా, 8.2mm పొడవు గల LNOI మాడ్యులేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. అధిక-శక్తి యొక్క సుదీర్ఘ విభాగం తర్వాతఫేజ్ మాడ్యులేటర్మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ కూడా fRF గా ఉంటుంది, మరియు దాని ఫేజ్, RF సిగ్నల్ మరియు లైట్ పల్స్ యొక్క శిఖరాన్ని లేదా లోయను ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా ఉండేలా చేయాలి, దీని ఫలితంగా ఒక పెద్ద చిర్ప్ ఏర్పడి, మరిన్ని ఆప్టికల్ టీత్‌కు దారితీస్తుంది. మాడ్యులేటర్ యొక్క DC బయాస్ మరియు మాడ్యులేషన్ డెప్త్, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ యొక్క సమతలాన్ని ప్రభావితం చేయగలవు.

గణితపరంగా, మాడ్యులేటర్ ద్వారా కాంతి క్షేత్రం మాడ్యులేట్ చేయబడిన తర్వాత వచ్చే సిగ్నల్:
అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ ఫీల్డ్ అనేది wrf ఫ్రీక్వెన్సీ విరామంతో కూడిన ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ అని, మరియు ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ టూత్ యొక్క తీవ్రత DFB ఆప్టికల్ పవర్‌కు సంబంధించినదని చూడవచ్చు. MZM మాడ్యులేటర్ గుండా వెళుతున్న కాంతి తీవ్రతను అనుకరించడం ద్వారా మరియుPM ఫేజ్ మాడ్యులేటర్ఆ తర్వాత FFT ద్వారా, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ స్పెక్ట్రమ్ పొందబడుతుంది. ఈ సిమ్యులేషన్ ఆధారంగా, ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఫ్లాట్‌నెస్ మరియు మాడ్యులేటర్ DC బయాస్ మరియు మాడ్యులేషన్ డెప్త్ మధ్య ఉన్న ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని కింది పటం చూపిస్తుంది.

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

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

ఈ క్రిందిది పరీక్షించబడిన OFC యొక్క స్పెక్ట్రమ్, దీనికి 13 ఆప్టికల్‌గా విరళమైన పళ్ళు మరియు <2.4dB ఫ్లాట్‌నెస్ ఉన్నాయి. మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ 5GHz, మరియు MZM మరియు PM లలో RF పవర్ లోడింగ్ వరుసగా 11.24 dBm మరియు 24.96dBm. PM-RF పవర్‌ను మరింత పెంచడం ద్వారా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ ఎక్సైటేషన్ యొక్క పళ్ళ సంఖ్యను పెంచవచ్చు, మరియు మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్ ఇంటర్వెల్‌ను పెంచవచ్చు.
పైన పేర్కొన్నది LNOI స్కీమ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కిందిది IIIV స్కీమ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. నిర్మాణ రేఖాచిత్రం ఈ క్రింది విధంగా ఉంది: ఈ చిప్ DBR లేజర్, MZM మాడ్యులేటర్, PM ఫేజ్ మాడ్యులేటర్, SOA మరియు SSC లను ఏకీకృతం చేస్తుంది. ఒకే చిప్ అధిక పనితీరు గల ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ థిన్నింగ్‌ను సాధించగలదు.

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

MZM మాడ్యులేటర్ 1mm పొడవు మరియు 3dB వద్ద కేవలం 7GHz బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో సైడ్‌బ్యాండ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ప్రధానంగా ఇంపీడెన్స్ మిస్‌మ్యాచ్, -8B బయాస్ వద్ద 20dB వరకు ఆప్టికల్ లాస్ ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది.

మాడ్యులేషన్ ఆప్టికల్ డిఫరెన్స్ లాస్‌ను భర్తీ చేయడానికి ఉపయోగించే SOA పొడవు 500µm, మరియు స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్‌విడ్త్ 62nm@3dB@90mA. అవుట్‌పుట్ వద్ద ఉన్న ఇంటిగ్రేటెడ్ SSC చిప్ యొక్క కప్లింగ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది (కప్లింగ్ సామర్థ్యం 5dB). తుది అవుట్‌పుట్ పవర్ సుమారుగా −7dBm ఉంటుంది.

ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డిస్పర్షన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఉపయోగించిన RF మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ 2.6GHz, పవర్ 24.7dBm, మరియు ఫేజ్ మాడ్యులేటర్ యొక్క Vpi 5V. కింది పటం 10dB వద్ద 17 ఫోటోఫోబిక్ టీత్ మరియు 30dB కంటే ఎక్కువ SNSRతో ఏర్పడిన ఫలిత ఫోటోఫోబిక్ స్పెక్ట్రమ్‌ను చూపుతుంది.

ఈ పథకం 5G మైక్రోవేవ్ ప్రసారం కోసం ఉద్దేశించబడింది, మరియు కింది పటం లైట్ డిటెక్టర్ ద్వారా గుర్తించబడిన స్పెక్ట్రమ్ భాగాన్ని చూపుతుంది, ఇది 10 రెట్ల ఫ్రీక్వెన్సీతో 26G సిగ్నల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు. అది ఇక్కడ పేర్కొనబడలేదు.

సారాంశంలో, ఈ పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆప్టికల్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ విరామం, తక్కువ ఫేజ్ నాయిస్, అధిక పవర్ మరియు సులభమైన ఇంటిగ్రేషన్‌ను కలిగి ఉంది, కానీ అనేక సమస్యలు కూడా ఉన్నాయి. PM పై లోడ్ చేయబడిన RF సిగ్నల్‌కు అధిక పవర్, సాపేక్షంగా అధిక విద్యుత్ వినియోగం అవసరం, మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ విరామం మాడ్యులేషన్ రేటు ద్వారా 50GHz వరకు పరిమితం చేయబడింది, దీనికి FR8 సిస్టమ్‌లో పెద్ద తరంగదైర్ఘ్య విరామం (సాధారణంగా >10nm) అవసరం. దీని ఉపయోగం పరిమితం, పవర్ ఫ్లాట్‌నెస్ ఇంకా సరిపోదు.