סכמה של דילול תדר אופטי המבוססת על מודולטור MZM

סכמה של דילול תדר אופטי המבוססת עלמודולטור MZM

ניתן להשתמש בפיזור התדרים האופטי כ-liDARמקור אורלפלוט ולסרוק בו זמנית בכיוונים שונים, והוא יכול לשמש גם כמקור אור רב-אורכי גל של 800G FR4, תוך ביטול מבנה ה-MUX. בדרך כלל, מקור האור הרב-אורכי גל הוא בעל הספק נמוך או שאינו ארוז היטב, וישנן בעיות רבות. לתוכנית שהוצגה היום יתרונות רבים וניתן להתייחס אליה כמקור התייחסות. דיאגרמת המבנה שלה מוצגת כדלקמן: הספק גבוהלייזר DFBמקור האור הוא אור CW בתחום הזמן ובאורך גל יחיד בתדר. לאחר שעבר דרךאִפְנָןעם תדר אפנון מסוים fRF, ייווצר פס צד, ומרווח פס הצד הוא התדר המאופנן fRF. המודולטור משתמש במודולטור LNOI באורך של 8.2 מ"מ, כפי שמוצג באיור ב'. לאחר קטע ארוך של הספק גבוהאפנן פאזה, תדר המודולציה הוא גם fRF, והפאזה שלו צריכה להיות ביחס לשיא או לשפל של אות ה-RF ופולס האור, מה שמביא לציוץ גדול, וכתוצאה מכך יותר שיניים אופטיות. הטיה של זרם ישר ועומק המודולציה של המודולטור יכולים להשפיע על השטיחות של פיזור התדר האופטי.

מבחינה מתמטית, האות לאחר ששדה האור מווסת על ידי המודולטור הוא:
ניתן לראות כי השדה האופטי של הפלט הוא פיזור תדר אופטי עם מרווח תדרים של wrf, ועוצמת פיזור התדר האופטי קשורה להספק האופטי של DFB. על ידי סימולציה של עוצמת האור העוברת דרך מודולטור MZM ו-מודולטור פאזה PM, ולאחר מכן FFT, מתקבל ספקטרום פיזור התדר האופטי. האיור הבא מציג את הקשר הישיר בין שטוחות התדר האופטי לבין הטיה של המודולטור בזרם ישר ועומק המודולציה בהתבסס על סימולציה זו.

האיור הבא מציג את דיאגרמת הספקטרל המדומה עם DC הטיה MZM של 0.6π ועומק אפנון של 0.4π, דבר המראה ששטיחותה <5dB.

להלן תרשים המארז של מודולטור MZM, עובי LN הוא 500 ננומטר, עומק החריטה הוא 260 ננומטר, ורוחב מוליך הגל הוא 1.5 מיקרון. עובי אלקטרודת הזהב הוא 1.2 מיקרון. עובי הציפוי העליון SIO2 הוא 2 מיקרון.

להלן הספקטרום של ה-OFC שנבדק, עם 13 שיניים דלילות אופטית ושטיחות <2.4dB. תדר המודולציה הוא 5GHz, ועומס הספק ה-RF ב-MZM וב-PM הוא 11.24 dBm ו-24.96dBm בהתאמה. ניתן להגדיל את מספר השיניים של עירור פיזור התדר האופטי על ידי הגדלה נוספת של הספק ה-PM-RF, וניתן להגדיל את מרווח פיזור התדר האופטי על ידי הגדלת תדר המודולציה.
האמור לעיל מבוסס על סכימת LNOI, והבא מבוסס על סכימת IIIV. דיאגרמת המבנה היא כדלקמן: השבב משלב לייזר DBR, מודולטור MZM, מודולטור פאזה PM, SOA ו-SSC. שבב יחיד יכול להשיג דילול תדר אופטי בעל ביצועים גבוהים.

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

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

אורך ה-SOA הוא 500 מיקרומטר, המשמש לפיצוי על אובדן הפרש אופטי של המודולציה, ורוחב הפס הספקטרלי הוא 62 ננומטר ב-3 דציבלים ב-90 מיליאמפר. ה-SSC המשולב ביציאה משפר את יעילות הצימוד של השבב (יעילות הצימוד היא 5 דציבלים). הספק המוצא הסופי הוא כ-7 דציבלים.

על מנת לייצר פיזור תדרים אופטי, תדר אפנון ה-RF בו נעשה שימוש הוא 2.6GHz, ההספק הוא 24.7dBm, ו-Vpi של מודולטור הפאזה הוא 5V. האיור שלהלן מציג את הספקטרום הפוטופובי המתקבל עם 17 שיניים פוטופוביות ב-10dB ו-SNSR גבוה מ-30dB.

התוכנית מיועדת לשידור מיקרוגל 5G, והאיור הבא הוא רכיב הספקטרום שזוהה על ידי גלאי האור, שיכול לייצר אותות 26G בתדירות פי 10. זה לא מצוין כאן.

לסיכום, לתדר האופטי שנוצר בשיטה זו יש מרווח תדרים יציב, רעש פאזה נמוך, הספק גבוה ואינטגרציה קלה, אך ישנן גם מספר בעיות. אות ה-RF המוטען על ה-PM דורש הספק גדול, צריכת הספק גדולה יחסית, ורווח התדרים מוגבל על ידי קצב המודולציה, עד 50GHz, מה שדורש מרווח אורכי גל גדולים יותר (בדרך כלל >10nm) במערכת FR8. שימוש מוגבל ושטיחות הספק עדיין אינם מספיקים.