Um esquema de afinamento de frequência óptica baseado emModulador MZM
A dispersão de frequência óptica pode ser usada como um liDARfonte de luzpara emitir e varrer simultaneamente em diferentes direções, e também pode ser usado como uma fonte de luz multicomprimento de onda de 800G FR4, eliminando a estrutura MUX. Normalmente, a fonte de luz multicomprimento de onda é de baixa potência ou mal acondicionada, e há muitos problemas. O esquema apresentado hoje tem muitas vantagens e pode ser consultado como referência. Seu diagrama estrutural é mostrado a seguir: A fonte de luz de alta potênciaLaser DFBA fonte de luz é luz CW no domínio do tempo e comprimento de onda único na frequência. Depois de passar por ummoduladorCom uma determinada frequência de modulação fRF, a banda lateral será gerada, e o intervalo da banda lateral é a frequência modulada fRF. O modulador utiliza um modulador LNOI com comprimento de 8,2 mm, conforme mostrado na Figura b. Após uma longa seção de alta potênciamodulador de fase, a frequência de modulação também é fRF, e sua fase precisa fazer com que a crista ou o vale do sinal de RF e o pulso de luz se relacionem, resultando em um chiado alto, resultando em mais dentes ópticos. A polarização CC e a profundidade de modulação do modulador podem afetar a planura da dispersão da frequência óptica.
Matematicamente, o sinal após o campo de luz ser modulado pelo modulador é:
Pode-se observar que o campo óptico de saída é uma dispersão de frequência óptica com intervalo de frequência de wrf, e a intensidade do dente de dispersão de frequência óptica está relacionada à potência óptica da DFB. Simulando a intensidade da luz que passa pelo modulador MZM eModulador de fase PM, e então por FFT, obtém-se o espectro de dispersão de frequência óptica. A figura a seguir mostra a relação direta entre a planura da frequência óptica e a polarização CC do modulador e a profundidade da modulação com base nesta simulação.
A figura a seguir mostra o diagrama espectral simulado com polarização MZM DC de 0,6π e profundidade de modulação de 0,4π, o que mostra que sua planura é <5dB.
A seguir, o diagrama de encapsulamento do modulador MZM. O LN tem 500 nm de espessura, a profundidade de corrosão é de 260 nm e a largura do guia de onda é de 1,5 µm. A espessura do eletrodo de ouro é de 1,2 µm. A espessura do revestimento superior SIO2 é de 2 µm.
A seguir, apresentamos o espectro do OFC testado, com 13 dentes opticamente esparsos e planura <2,4 dB. A frequência de modulação é de 5 GHz e a potência de RF em MZM e PM é de 11,24 dBm e 24,96 dBm, respectivamente. O número de dentes de excitação por dispersão de frequência óptica pode ser aumentado aumentando-se ainda mais a potência PM-RF, e o intervalo de dispersão de frequência óptica pode ser aumentado aumentando-se a frequência de modulação.
O esquema acima é baseado no esquema LNOI, e o seguinte no esquema IIIV. O diagrama estrutural é o seguinte: O chip integra laser DBR, modulador MZM, modulador de fase PM, SOA e SSC. Um único chip pode atingir afinamento de frequência óptica de alto desempenho.
O SMSR do laser DBR é 35dB, a largura da linha é 38MHz e a faixa de sintonia é 9nm.
O modulador MZM é usado para gerar banda lateral com comprimento de 1 mm e largura de banda de apenas 7 GHz a 3 dB. Limitada principalmente pela incompatibilidade de impedância e perda óptica de até 20 dB a -8 B de polarização.
O comprimento SOA é de 500 µm, usado para compensar a perda de diferença óptica da modulação, e a largura de banda espectral é de 62 nm a 3 dB a 90 mA. O SSC integrado na saída melhora a eficiência de acoplamento do chip (eficiência de acoplamento de 5 dB). A potência de saída final é de cerca de -7 dBm.
Para produzir a dispersão de frequência óptica, a frequência de modulação de RF utilizada é de 2,6 GHz, a potência é de 24,7 dBm e o Vpi do modulador de fase é de 5 V. A figura abaixo mostra o espectro fotofóbico resultante com 17 dentes fotofóbicos a 10 dB e SNSR superior a 30 dB.
O esquema é destinado à transmissão de micro-ondas 5G, e a figura a seguir mostra o componente do espectro detectado pelo detector de luz, que pode gerar sinais 26G com frequência 10 vezes maior. Não é mencionado aqui.
Em resumo, a frequência óptica gerada por este método possui intervalo de frequência estável, baixo ruído de fase, alta potência e fácil integração, mas também apresenta vários problemas. O sinal de RF carregado no módulo óptico requer alta potência, consumo de energia relativamente alto e o intervalo de frequência é limitado pela taxa de modulação, até 50 GHz, o que requer um intervalo de comprimento de onda maior (geralmente > 10 nm) no sistema FR8. O uso é limitado e a planura de potência ainda não é suficiente.
Horário da publicação: 19/03/2024