MZM മോഡുലേറ്ററിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി നേർത്തതാക്കലിന്റെ ഒരു സ്കീം

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി നേർത്തതാക്കൽ പദ്ധതി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്MZM മോഡുലേറ്റർ

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പ്രെഷൻ ഒരു liDAR ആയി ഉപയോഗിക്കാം.പ്രകാശ സ്രോതസ്സ്വ്യത്യസ്ത ദിശകളിലേക്ക് ഒരേസമയം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിനും സ്കാൻ ചെയ്യുന്നതിനും, ഇത് 800G FR4 ന്റെ മൾട്ടി-വേവ്ലെങ്ത് പ്രകാശ സ്രോതസ്സായും ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് MUX ഘടനയെ ഇല്ലാതാക്കുന്നു. സാധാരണയായി, മൾട്ടി-വേവ്ലെങ്ത് പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് കുറഞ്ഞ പവർ അല്ലെങ്കിൽ നന്നായി പാക്കേജ് ചെയ്തിട്ടില്ല, കൂടാതെ നിരവധി പ്രശ്നങ്ങളുമുണ്ട്. ഇന്ന് അവതരിപ്പിച്ച സ്കീമിന് നിരവധി ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അവ റഫറൻസിനായി പരാമർശിക്കാവുന്നതാണ്. അതിന്റെ ഘടന ഡയഗ്രം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു: ഉയർന്ന പവർDFB ലേസർപ്രകാശ സ്രോതസ്സ് സമയ മേഖലയിൽ CW പ്രകാശവും ആവൃത്തിയിൽ ഒറ്റ തരംഗദൈർഘ്യവുമാണ്. ഒരുമോഡുലേറ്റർഒരു നിശ്ചിത മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി fRF ഉള്ളപ്പോൾ, സൈഡ്‌ബാൻഡ് ജനറേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടും, സൈഡ്‌ബാൻഡ് ഇടവേള മോഡുലേറ്റഡ് ഫ്രീക്വൻസി fRF ആണ്. ചിത്രം b-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മോഡുലേറ്റർ 8.2mm നീളമുള്ള ഒരു LNOI മോഡുലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവറിന്റെ ഒരു നീണ്ട വിഭാഗത്തിന് ശേഷംഫേസ് മോഡുലേറ്റർ, മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസിയും fRF ആണ്, അതിന്റെ ഘട്ടം RF സിഗ്നലിന്റെയും ലൈറ്റ് പൾസിന്റെയും ക്രെസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ട്രഫ് പരസ്പരം ആപേക്ഷികമാക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് ഒരു വലിയ ചിർപ്പിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ പല്ലുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. മോഡുലേറ്ററിന്റെ DC ബയസും മോഡുലേഷൻ ഡെപ്ത്തും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പെർഷന്റെ പരന്നതയെ ബാധിക്കും.

ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, മോഡുലേറ്റർ പ്രകാശ മണ്ഡലം മോഡുലേറ്റ് ചെയ്തതിനു ശേഷമുള്ള സിഗ്നൽ ഇതാണ്:
ഔട്ട്‌പുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫീൽഡ് wrf ന്റെ ഫ്രീക്വൻസി ഇടവേളയുള്ള ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പർഷനാണെന്നും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പർഷൻ ടൂത്തിന്റെ തീവ്രത DFB ഒപ്റ്റിക്കൽ പവറുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്നും കാണാൻ കഴിയും. MZM മോഡുലേറ്ററിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പ്രകാശ തീവ്രത അനുകരിക്കുന്നതിലൂടെയുംപിഎം ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ, തുടർന്ന് FFT, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പെർഷൻ സ്പെക്ട്രം ലഭിക്കുന്നു. ഈ സിമുലേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഫ്ലാറ്റ്‌നെസും മോഡുലേറ്റർ DC ബയസും മോഡുലേഷൻ ഡെപ്ത്തും തമ്മിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള ബന്ധത്തെ ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം കാണിക്കുന്നു.

0.6π ന്റെ MZM ബയസ് DC ഉം 0.4π ന്റെ മോഡുലേഷൻ ഡെപ്ത്തും ഉള്ള സിമുലേറ്റഡ് സ്പെക്ട്രൽ ഡയഗ്രം ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം കാണിക്കുന്നു, ഇത് അതിന്റെ പരന്നത <5dB ആണെന്ന് കാണിക്കുന്നു.

MZM മോഡുലേറ്ററിന്റെ പാക്കേജ് ഡയഗ്രം താഴെ കൊടുക്കുന്നു, LN 500nm കനമുള്ളതും, എച്ചിംഗ് ഡെപ്ത് 260nm ഉം, വേവ്ഗൈഡ് വീതി 1.5um ഉം ആണ്. സ്വർണ്ണ ഇലക്ട്രോഡിന്റെ കനം 1.2um ഉം ആണ്. മുകളിലെ ക്ലാഡിംഗ് SIO2 ന്റെ കനം 2um ഉം ആണ്.

13 ഒപ്റ്റിക്കലി സ്പാർസ് പല്ലുകളും <2.4dB ഉം ഉള്ള, പരീക്ഷിച്ച OFC യുടെ സ്പെക്ട്രം താഴെ കൊടുക്കുന്നു. മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി 5GHz ആണ്, MZM, PM എന്നിവയിലെ RF പവർ ലോഡിംഗ് യഥാക്രമം 11.24 dBm ഉം 24.96dBm ഉം ആണ്. PM-RF പവർ കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പെർഷൻ എക്‌സിറ്റേഷന്റെ പല്ലുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി വർദ്ധിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പെർഷൻ ഇടവേള വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. ചിത്രം
മുകളിൽ പറഞ്ഞവ LNOI സ്കീമിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, താഴെ പറയുന്നവ IIIV സ്കീമിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഘടനാ ഡയഗ്രം ഇപ്രകാരമാണ്: ചിപ്പ് DBR ലേസർ, MZM മോഡുലേറ്റർ, PM ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ, SOA, SSC എന്നിവ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു സിംഗിൾ ചിപ്പിന് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി നേർത്തതാക്കൽ നേടാൻ കഴിയും.

DBR ലേസറിന്റെ SMSR 35dB ആണ്, ലൈൻ വീതി 38MHz ആണ്, ട്യൂണിംഗ് ശ്രേണി 9nm ആണ്.

1mm നീളവും 7GHz@3dB ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും മാത്രമുള്ള സൈഡ്‌ബാൻഡ് സൃഷ്ടിക്കാൻ MZM മോഡുലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രധാനമായും ഇം‌പെഡൻസ് പൊരുത്തക്കേട്, 20dB@-8B ബയസ് വരെയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ നഷ്ടം എന്നിവയാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

SOA നീളം 500µm ആണ്, ഇത് മോഡുലേഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ വ്യത്യാസ നഷ്ടം നികത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, സ്പെക്ട്രൽ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 62nm@3dB@90mA ആണ്. ഔട്ട്‌പുട്ടിലെ സംയോജിത SSC ചിപ്പിന്റെ കപ്ലിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു (കപ്ലിംഗ് കാര്യക്ഷമത 5dB ആണ്). അന്തിമ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ ഏകദേശം −7dBm ആണ്.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിസ്‌പർഷൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഉപയോഗിക്കുന്ന RF മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി 2.6GHz ആണ്, പവർ 24.7dBm ആണ്, ഫേസ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ Vpi 5V ആണ്. താഴെയുള്ള ചിത്രം 10dB യിൽ 17 ഫോട്ടോഫോബിക് പല്ലുകളും 30dB യിൽ കൂടുതൽ SNSR ഉം ഉള്ള ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫോട്ടോഫോബിക് സ്പെക്ട്രമാണ്.

ഈ സ്കീം 5G മൈക്രോവേവ് ട്രാൻസ്മിഷനു വേണ്ടിയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രം ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടർ കണ്ടെത്തുന്ന സ്പെക്ട്രം ഘടകമാണ്, ഇത് ഫ്രീക്വൻസിയുടെ 10 മടങ്ങ് 26G സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. അത് ഇവിടെ പറഞ്ഞിട്ടില്ല.

ചുരുക്കത്തിൽ, ഈ രീതിയിലൂടെ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസിക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള ഫ്രീക്വൻസി ഇടവേള, കുറഞ്ഞ ഫേസ് നോയ്‌സ്, ഉയർന്ന പവർ, എളുപ്പത്തിലുള്ള സംയോജനം എന്നിവയുണ്ട്, എന്നാൽ നിരവധി പ്രശ്‌നങ്ങളുമുണ്ട്. PM-ൽ ലോഡ് ചെയ്യുന്ന RF സിഗ്നലിന് വലിയ പവർ ആവശ്യമാണ്, താരതമ്യേന വലിയ പവർ ഉപഭോഗം ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഫ്രീക്വൻസി ഇടവേള മോഡുലേഷൻ നിരക്കിനാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, 50GHz വരെ, ഇതിന് FR8 സിസ്റ്റത്തിൽ വലിയ തരംഗദൈർഘ്യ ഇടവേള (പൊതുവെ >10nm) ആവശ്യമാണ്. പരിമിതമായ ഉപയോഗം, പവർ ഫ്ലാറ്റ്‌നെസ് ഇപ്പോഴും പര്യാപ്തമല്ല.