תכנית של דילול תדר אופטי המבוססת על מאפנן MZM

סכימה של דילול תדר אופטי מבוסס עלמאפנן MZM

ניתן להשתמש בפיזור התדר האופטי בתור liDARמקור אורלפלוט ולסרוק בו זמנית בכיוונים שונים, והוא יכול לשמש גם כמקור אור רב-גל של 800G FR4, ומבטל את מבנה ה-MUX. בדרך כלל, מקור האור מרובה-גלים הוא בהספק נמוך או שאינו ארוז היטב, וישנן בעיות רבות. לתכנית שהוצגה היום יש יתרונות רבים וניתן להתייחס אליה לעיון. תרשים המבנה שלו מוצג כדלקמן: העוצמה הגבוההלייזר DFBמקור האור הוא אור CW בתחום הזמן ואורך גל בודד בתדר. לאחר שעברו דרך אאִפְנָןעם תדר אפנון מסוים fRF, פס צד יווצר, ומרווח פס הצד הוא התדר המאופנן fRF. המאפנן משתמש במאפנן LNOI באורך של 8.2 מ"מ, כפי שמוצג באיור ב. אחרי קטע ארוך של עוצמה גבוההאפנן פאזה, תדר האפנון הוא גם fRF, והפאזה שלו צריכה להפוך את הפסגה או השוקת של אות ה-RF ואת דופק האור ביחס זה לזה, וכתוצאה מכך ציוץ גדול, וכתוצאה מכך שיניים אופטיות יותר. הטיית DC ועומק האפנון של המאפנן יכולים להשפיע על השטיחות של פיזור התדר האופטי.

מבחינה מתמטית, האות לאחר ששדה האור מאופנן על ידי המאפנן הוא:
ניתן לראות שהשדה האופטי של הפלט הוא פיזור תדר אופטי עם מרווח תדר של wrf, ועוצמת השן לפיזור התדר האופטי קשורה להספק האופטי של DFB. על ידי הדמיית עוצמת האור העוברת דרך מאפנן MZM ואפנן פאזה PM, ולאחר מכן FFT, מתקבל ספקטרום פיזור התדר האופטי. האיור הבא מציג את הקשר הישיר בין שטוחות התדר האופטי לבין הטיית DC של המאפנן ועומק האפנון המבוסס על סימולציה זו.

האיור הבא מציג את הדיאגרמה הספקטרלית המדומה עם הטיית MZM DC של 0.6π ועומק אפנון של 0.4π, מה שמראה שהשטוח שלו הוא <5dB.

להלן דיאגרמת החבילה של מאפנן MZM, LN הוא בעובי 500nm, עומק הצריבה הוא 260nm, ורוחב מוליך הגל הוא 1.5um. עובי אלקטרודת הזהב הוא 1.2um. עובי החיפוי העליון SIO2 הוא 2um.

להלן הספקטרום של OFC שנבדק, עם 13 שיניים דלילות אופטית ושטיחות <2.4dB. תדר האפונון הוא 5GHz, וטעינת הספק ה-RF ב-MZM ו-PM היא 11.24 dBm ו-24.96dBm בהתאמה. ניתן להגדיל את מספר השיניים של עירור פיזור תדר אופטי על ידי הגדלת עוד יותר את הספק PM-RF, וניתן להגדיל את מרווח פיזור התדר האופטי על ידי הגדלת תדר האפנון. תְמוּנָה
האמור לעיל מבוסס על סכימת LNOI, והדבר הבא מבוסס על סכימת IIIV. תרשים המבנה הוא כדלקמן: השבב משלב לייזר DBR, מאפנן MZM, מאפנן פאזה PM, SOA ו-SSC. שבב בודד יכול להשיג דילול תדר אופטי בעל ביצועים גבוהים.

ה-SMSR של הלייזר DBR הוא 35dB, רוחב הקו הוא 38MHz, וטווח הכוונון הוא 9nm.

מאפנן MZM משמש ליצירת פס צד באורך של 1 מ"מ ורוחב פס של 7GHz@3dB בלבד. מוגבל בעיקר על ידי אי התאמה של עכבה, אובדן אופטי של עד 20dB@-8B הטיה

אורך ה-SOA הוא 500 מיקרומטר, המשמש לפיצוי על אובדן ההפרש האופטי של אפנון, ורוחב הפס הספקטרלי הוא 62nm@3dB@90mA. ה-SSC המשולב במוצא משפר את יעילות הצימוד של השבב (יעילות הצימוד היא 5dB). הספק המוצא הסופי הוא כ-7dBm.

על מנת לייצר פיזור תדר אופטי, תדר אפנון ה-RF המשמש הוא 2.6GHz, ההספק הוא 24.7dBm, וה-Vpi של מאפנן הפאזה הוא 5V. האיור שלהלן הוא הספקטרום הפוטופובי המתקבל עם 17 שיניים פוטופוביות @10dB ו-SNSR גבוה מ-30dB.

הסכימה מיועדת לשידור מיקרוגל 5G, והאיור הבא הוא רכיב הספקטרום שזוהה על ידי גלאי האור, שיכול להפיק אותות של 26G בפי 10 מהתדר. זה לא נאמר כאן.

לסיכום, לתדר האופטי שנוצר בשיטה זו יש מרווח תדרים יציב, רעש פאזה נמוך, הספק גבוה ואינטגרציה קלה, אך יש גם מספר בעיות. אות ה-RF הנטען על ה-PM דורש הספק גדול, צריכת חשמל גדולה יחסית, ומרווח התדרים מוגבל על ידי קצב האפנון, עד 50GHz, המצריך מרווח אורך גל גדול יותר (בדרך כלל >10nm) במערכת FR8. שימוש מוגבל, שטוחות כוח עדיין לא מספיקה.