طرحی از نازک شدن فرکانس نوری بر اساس تعدیل کننده MZM

طرحی از نازک شدن فرکانس نوری بر اساستعدیل کننده MZM

پراکندگی فرکانس نوری می تواند به عنوان یک لیدر استفاده شودمنبع نوربرای انتشار و اسکن همزمان در جهات مختلف ، و همچنین می توان از آن به عنوان منبع نور چند موج از 800 گرم FR4 استفاده کرد و ساختار MUX را از بین برد. معمولاً منبع نور چند موج یا قدرت کم است یا به خوبی بسته بندی نشده است ، و مشکلات زیادی وجود دارد. طرح معرفی شده امروز دارای مزایای بسیاری است و می توان آن را برای مرجع ارجاع داد. نمودار ساختار آن به شرح زیر نشان داده شده است: قدرت بالالیزر DFBمنبع نور نور CW در دامنه زمان و طول موج تک در فرکانس است. پس از عبور ازتعدیل کنندهبا یک فرکانس مدولاسیون خاص FRF ، باند جانبی ایجاد می شود و فاصله باند جانبی فرکانس مدوله شده FRF است. تعدیل کننده از یک تعدیل کننده LNOI با طول 8.2 میلی متر استفاده می کند ، همانطور که در شکل B نشان داده شده است. پس از یک بخش طولانی از قدرت بالاتعدیل کننده فاز، فرکانس مدولاسیون نیز FRF است و فاز آن نیاز به ایجاد تاج یا فرورفتگی سیگنال RF و پالس نور نسبت به یکدیگر دارد و در نتیجه یک CHIRP بزرگ ایجاد می شود و در نتیجه دندانهای نوری بیشتری ایجاد می شود. تعصب DC و عمق تعدیل کننده می تواند بر صاف بودن پراکندگی فرکانس نوری تأثیر بگذارد.

از نظر ریاضی ، سیگنال پس از میدان نور توسط تعدیل کننده تنظیم می شود:
مشاهده می شود که میدان نوری خروجی یک پراکندگی فرکانس نوری با فاصله فرکانس WRF است و شدت دندان پراکندگی فرکانس نوری مربوط به قدرت نوری DFB است. با شبیه سازی شدت نور که از طریق تعدیل کننده MZM عبور می کند وتعدیل کننده فاز PM، و سپس FFT ، طیف پراکندگی فرکانس نوری بدست می آید. شکل زیر رابطه مستقیم بین فرکانس نوری و تعصب DC تعدیل کننده و عمق مدولاسیون را بر اساس این شبیه سازی نشان می دهد.

شکل زیر نمودار طیفی شبیه سازی شده با MZM Bias DC از 0.6π و عمق مدولاسیون 0.4π را نشان می دهد ، که نشان می دهد صاف بودن آن <5dB است.

در زیر نمودار بسته تعدیل کننده MZM ، LN 500 نیوتن متر ضخامت ، عمق اچ 260 نانومتر و عرض موجبر 1.5um است. ضخامت الکترود طلا 1.2um است. ضخامت روکش فوقانی SiO2 2um است.

در زیر ، طیف آزمایش شده OFC ، با 13 دندان نوری پراکنده و صافی <2.4db است. فرکانس مدولاسیون 5 گیگاهرتز است و بارگذاری قدرت RF در MZM و PM به ترتیب 11.24 dBm و 24.96dBm است. با افزایش بیشتر قدرت PM-RF ، می توان تعداد دندانهای تحریک پراکندگی فرکانس نوری را افزایش داد و با افزایش فرکانس مدولاسیون می توان فاصله پراکندگی فرکانس نوری را افزایش داد. تصویر
موارد فوق بر اساس طرح LNOI است ، و موارد زیر بر اساس طرح IIIV است. نمودار ساختار به شرح زیر است: تراشه لیزر DBR ، تعدیل کننده MZM ، تعدیل کننده فاز PM ، SOA و SSC را ادغام می کند. یک تراشه واحد می تواند به نازک شدن فرکانس نوری با کارایی بالا برسد.

SMSR لیزر DBR 35dB ، عرض خط 38 مگاهرتز و محدوده تنظیم 9 نانومتر است.

از تعدیل کننده MZM برای تولید باند جانبی با طول 1 میلی متر و پهنای باند تنها 7GHz@3DB استفاده می شود. عمدتا با عدم تطابق امپدانس محدود ، از دست دادن نوری تا تعصب 20db@-8b

طول SOA 500 میکرومتر است که برای جبران از بین رفتن اختلاف نوری مدولاسیون استفاده می شود و پهنای باند طیفی 62nm@3DB@90mA است. SSC یکپارچه در خروجی باعث افزایش بازده جفت تراشه می شود (راندمان اتصال 5dB). قدرت خروجی نهایی در حدود 7dbm است.

به منظور تولید پراکندگی فرکانس نوری ، فرکانس مدولاسیون RF مورد استفاده 2.6 گیگاهرتز ، قدرت 24.7dbm و VPI تعدیل کننده فاز 5 ولت است. شکل زیر طیف فوتوفوبیک حاصل با 17 دندان فوتوفوبیک @10db و SNSR بالاتر از 30dB است.

این طرح برای انتقال مایکروویو 5G در نظر گرفته شده است ، و شکل زیر جزء طیف شناسایی شده توسط ردیاب نور است که می تواند سیگنال های 26G را 10 برابر فرکانس تولید کند. در اینجا بیان نشده است.

به طور خلاصه ، فرکانس نوری تولید شده توسط این روش دارای فاصله فرکانس پایدار ، نویز فاز کم ، قدرت بالا و ادغام آسان است ، اما مشکلات مختلفی نیز وجود دارد. سیگنال RF که روی PM بارگذاری شده است به قدرت زیادی ، مصرف انرژی نسبتاً زیاد نیاز دارد و فاصله فرکانس با میزان مدولاسیون ، حداکثر 50 گیگاهرتز محدود می شود ، که به یک فاصله طول موج بزرگتر (به طور کلی> 10 نانومتر) در سیستم FR8 نیاز دارد. استفاده محدود ، صاف بودن قدرت هنوز کافی نیست.