Một sơ đồ làm loãng tần số quang học dựa trênBộ điều biến MZM
Sự phân tán tần số quang học có thể được sử dụng như một LiDARnguồn sángcó thể đồng thời phát xạ và quét theo các hướng khác nhau, và cũng có thể được sử dụng làm nguồn sáng đa bước sóng 800G FR4, loại bỏ cấu trúc MUX. Thông thường, nguồn sáng đa bước sóng có công suất thấp hoặc không được đóng gói tốt, và có nhiều vấn đề. Sơ đồ được giới thiệu hôm nay có nhiều ưu điểm và có thể được tham khảo. Sơ đồ cấu trúc của nó được thể hiện như sau: Nguồn sáng công suất caoTia laser DFBnguồn sáng là ánh sáng CW trong miền thời gian và bước sóng đơn trong tần số. Sau khi đi qua mộtbộ điều biếnVới một tần số điều chế fRF nhất định, dải biên sẽ được tạo ra, và khoảng dải biên là tần số điều chế fRF. Bộ điều chế sử dụng bộ điều chế LNOI có chiều dài 8,2mm, như thể hiện trong Hình b. Sau một đoạn dài công suất caobộ điều chế phaTần số điều chế cũng là fRF, và pha của nó cần tạo ra đỉnh hoặc đáy của tín hiệu RF và xung ánh sáng tương đối với nhau, tạo ra độ méo lớn, dẫn đến nhiều răng cưa quang học hơn. Độ lệch DC và độ sâu điều chế của bộ điều chế có thể ảnh hưởng đến độ phẳng của độ phân tán tần số quang học.
Về mặt toán học, tín hiệu sau khi trường ánh sáng được điều chế bởi bộ điều chế là:
Có thể thấy rằng trường quang đầu ra là một tán sắc tần số quang học với khoảng tần số wrf, và cường độ của răng tán sắc tần số quang học có liên quan đến công suất quang DFB. Bằng cách mô phỏng cường độ ánh sáng đi qua bộ điều chế MZM vàBộ điều chế pha PMvà sau đó là FFT, phổ tán sắc tần số quang học thu được. Hình sau đây cho thấy mối quan hệ trực tiếp giữa độ phẳng tần số quang học và độ lệch DC của bộ điều biến cũng như độ sâu điều chế dựa trên mô phỏng này.
Hình sau đây cho thấy sơ đồ phổ mô phỏng với độ lệch MZM DC là 0,6π và độ sâu điều chế là 0,4π, cho thấy độ phẳng của nó là <5dB.
Sau đây là sơ đồ đóng gói của bộ điều chế MZM, LN dày 500nm, độ sâu khắc là 260nm, chiều rộng ống dẫn sóng là 1,5um. Độ dày điện cực vàng là 1,2um. Độ dày lớp phủ SIO2 phía trên là 2um.
Sau đây là phổ của OFC đã được thử nghiệm, với 13 răng thưa quang học và độ phẳng <2,4dB. Tần số điều chế là 5GHz, và tải công suất RF trong MZM và PM lần lượt là 11,24 dBm và 24,96 dBm. Số lượng răng kích thích tán xạ tần số quang có thể được tăng lên bằng cách tiếp tục tăng công suất PM-RF, và khoảng tán xạ tần số quang có thể được tăng lên bằng cách tăng tần số điều chế.
Phần trên dựa trên sơ đồ LNOI, phần sau dựa trên sơ đồ IIIV. Sơ đồ cấu trúc như sau: Chip tích hợp laser DBR, bộ điều chế MZM, bộ điều chế pha PM, SOA và SSC. Một chip duy nhất có thể đạt được hiệu suất làm mỏng tần số quang học cao.
SMSR của laser DBR là 35dB, độ rộng đường truyền là 38MHz và phạm vi điều chỉnh là 9nm.
Bộ điều chế MZM được sử dụng để tạo ra dải biên có độ dài 1mm và băng thông chỉ 7GHz@3dB. Chủ yếu bị giới hạn bởi sự không tương thích trở kháng, suy hao quang lên đến 20dB@-8B bias.
Chiều dài SOA là 500µm, được sử dụng để bù trừ tổn thất chênh lệch quang học điều chế, và băng thông phổ là 62nm@3dB@90mA. SSC tích hợp ở đầu ra giúp cải thiện hiệu suất ghép nối của chip (hiệu suất ghép nối là 5dB). Công suất đầu ra cuối cùng khoảng -7dBm.
Để tạo ra sự phân tán tần số quang, tần số điều chế RF được sử dụng là 2,6 GHz, công suất là 24,7 dBm và Vpi của bộ điều chế pha là 5 V. Hình bên dưới là phổ quang kỵ thu được với 17 răng kỵ @10 dB và SNSR cao hơn 30 dB.
Sơ đồ này được thiết kế cho truyền dẫn vi sóng 5G, và hình dưới đây là thành phần phổ được phát hiện bởi bộ dò ánh sáng, có thể tạo ra tín hiệu 26G với tần số gấp 10 lần. Thông tin này không được nêu rõ ở đây.
Tóm lại, tần số quang được tạo ra bằng phương pháp này có khoảng tần số ổn định, nhiễu pha thấp, công suất cao và dễ tích hợp, nhưng cũng có một số vấn đề. Tín hiệu RF được nạp vào PM đòi hỏi công suất lớn, mức tiêu thụ điện năng tương đối lớn, và khoảng tần số bị giới hạn bởi tốc độ điều chế, lên đến 50 GHz, đòi hỏi khoảng bước sóng lớn hơn (thường > 10 nm) trong hệ thống FR8. Việc sử dụng hạn chế, độ phẳng công suất vẫn chưa đủ.
Thời gian đăng: 19-03-2024