Um esquema de afinamento de frequência óptica baseado no modulador MZM

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 fonte de luz de vários comprimentos de onda de 800G FR4, eliminando a estrutura MUX.Normalmente, a fonte de luz com vários comprimentos de onda tem baixa potência ou não está bem embalada e há muitos problemas.O esquema introduzido hoje tem muitas vantagens e pode ser consultado para referência.Seu diagrama de estrutura é mostrado a seguir: O de alta potênciaLaser DFBa fonte de luz é luz CW no domínio do tempo e comprimento de onda único em frequência.Depois de passar por ummoduladorcom uma certa 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.Depois de uma longa seção de alta potênciamodulador de fase, a frequência de modulação também é fRF, e sua fase precisa fazer a crista ou vale do sinal de RF e o pulso de luz um em relação ao outro, resultando em um grande chiado, resultando em mais dentes ópticos.A polarização DC e a profundidade de modulação do modulador podem afetar o nivelamento 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 wrf, e a intensidade do dente de dispersão de frequência óptica está relacionada à potência óptica DFB.Ao simular a intensidade da luz que passa pelo modulador MZM eModulador de fase PM, e então FFT, o espectro de dispersão de frequência óptica é obtido.A figura a seguir mostra a relação direta entre o nivelamento da frequência óptica e a polarização DC 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 seu nivelamento é <5dB.

A seguir está o diagrama do pacote do modulador MZM, LN tem 500 nm de espessura, a profundidade de gravação é 260 nm e a largura do guia de ondas é 1,5um.A espessura do eletrodo de ouro é 1,2um.A espessura do revestimento superior SIO2 é de 2um.

A seguir está o espectro do OFC testado, com 13 dentes opticamente esparsos e planicidade <2,4dB.A frequência de modulação é de 5 GHz e a carga de potência de RF em MZM e PM é de 11,24 dBm e 24,96 dBm, respectivamente.O número de dentes de excitação de dispersão de frequência óptica pode ser aumentado aumentando ainda mais a potência PM-RF, e o intervalo de dispersão de frequência óptica pode ser aumentado aumentando a frequência de modulação.foto
O acima é baseado no esquema LNOI e o seguinte é baseado no esquema IIIV.O diagrama de estrutura 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 de 35dB, a largura da linha é de 38MHz e a faixa de sintonia é de 9nm.

O modulador MZM é usado para gerar banda lateral com comprimento de 1mm e largura de banda de apenas 7GHz@3dB.Principalmente limitado pela incompatibilidade de impedância, perda óptica de até 20dB@-8B de polarização

O comprimento SOA é de 500 µm, que é usado para compensar a perda de diferença óptica de modulação, e a largura de banda espectral é de 62nm@3dB@90mA.O SSC integrado na saída melhora a eficiência de acoplamento do chip (a eficiência de acoplamento é de 5dB).A potência de saída final é de cerca de −7dBm.

Para produzir dispersão de frequência óptica, a frequência de modulação de RF usada é 2,6 GHz, a potência é 24,7 dBm e o Vpi do modulador de fase é 5V.A figura abaixo é o espectro fotofóbico resultante com 17 dentes fotofóbicos a 10dB e SNSR superior a 30dB.

O esquema é destinado à transmissão de microondas 5G, e a figura a seguir mostra o componente do espectro detectado pelo detector de luz, que pode gerar sinais 26G em 10 vezes a frequência.Não está declarado 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 existem vários problemas.O sinal de RF carregado no PM requer grande potência, consumo de energia relativamente grande, 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.Uso limitado, o nivelamento da potência ainda não é suficiente.