Một phương pháp làm giảm tần số quang học dựa trênBộ điều biến MZM
Sự tán sắc tần số quang học có thể được sử dụng như một hệ thống LiDAR.nguồn sángCó khả năng phát xạ và quét đồng thời theo các hướng khác nhau, và nó cũng có thể được sử dụng như một 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. Phương án 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: Công suất caoLaser DFBNguồn sáng là ánh sáng liên tục (CW) trong miền thời gian và có bước sóng đơn trong miền tần số. Sau khi đi qua một...bộ điều biếnVới tần số điều chế fRF nhất định, dải biên sẽ được tạo ra, và khoảng cách giữa các dải biên chính 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 có công suất caobộ điều biến phaTần số điều chế cũng là fRF, và pha của nó cần làm cho đỉnh hoặc đáy của tín hiệu RF và xung ánh sáng tương đối với nhau, dẫn đến độ lệch tần số lớn, tạo ra 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 sự phân tán tần số quang học.
Về mặt toán học, tín hiệu sau khi trường ánh sáng được điều biến bởi bộ điều biến là:
Có thể thấy rằng trường quang học đầu ra là sự tán sắc tần số quang học với khoảng tần số là wrf, và cường độ của răng tán sắc tần số quang học có liên quan đến công suất quang học DFB. Bằng cách mô phỏng cường độ ánh sáng đi qua bộ điều biến MZM vàBộ điều biến pha PMSau đó, sử dụng phép biến đổi Fourier nhanh (FFT), ta thu được phổ tán sắc tần số quang học. Hình dưới đây thể hiện 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 biến dựa trên mô phỏng này.
Hình dưới đây thể hiện biểu đồ phổ mô phỏng với độ lệch DC của MZM là 0,6π và độ sâu điều chế là 0,4π, cho thấy độ phẳng của nó nhỏ hơn 5dB.
Dưới đây là sơ đồ đóng gói của bộ điều biến MZM, lớp LN dày 500nm, độ sâu khắc là 260nm, và chiều rộng ống dẫn sóng là 1,5um. Độ dày của điện cực vàng là 1,2um. Độ dày của lớp phủ trên SIO2 là 2um.
Dưới 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 công suất RF tải trong MZM và PM lần lượt là 11,24 dBm và 24,96 dBm. Số lượng răng của kích thích tán sắc tần số quang học có thể được tăng lên bằng cách tăng thêm công suất PM-RF, và khoảng tán sắc tần số quang học có thể được tăng lên bằng cách tăng tần số điều chế. (hình ảnh)
Phần trên dựa trên sơ đồ LNOI, và phần dưới dựa trên sơ đồ IIIV. Sơ đồ cấu trúc như sau: Chip tích hợp laser DBR, bộ điều biến MZM, bộ điều biến pha PM, SOA và SSC. Một chip duy nhất có thể đạt được hiệu suất cao trong việc làm mỏng tần số quang học.
Hệ số triệt tiêu nhiễu đơn (SMSR) của laser DBR là 35dB, độ rộng vạch phổ là 38MHz và dải điều chỉnh là 9nm.
Bộ điều biến MZM được sử dụng để tạo ra dải biên có chiều dài 1mm và băng thông chỉ 7GHz@3dB. Chủ yếu bị hạn chế bởi sự không khớp trở kháng, tổn hao quang học lên đến 20dB@-8B bias
Chiều dài của SOA là 500µm, được sử dụng để bù tổn hao chênh lệch quang học do điều chế, và băng thông quang phổ là 62nm@3dB@90mA. Bộ chuyển đổi quang phổ tích hợp (SSC) 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 hiện tượng tán sắc tần số quang học, tần số điều chế RF được sử dụng là 2,6GHz, công suất là 24,7dBm và điện áp Vpi của bộ điều biến pha là 5V. Hình dưới đây là phổ tán sắc thu được với 17 đỉnh tán sắc ở mức 10dB và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNSR) cao hơn 30dB.
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. Điều này không được nêu rõ ở đây.
Tóm lại, tần số quang học 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 tải lên PM yêu cầu công suất lớn, tiêu thụ điện năng tương đối lớn, và khoảng tần số bị giới hạn bởi tốc độ điều chế, lên đến 50GHz, điều này đòi hỏi khoảng bước sóng lớn hơn (thường >10nm) trong hệ thống FR8. Khả năng sử dụng bị hạn chế, độ phẳng công suất vẫn chưa đủ.
Thời gian đăng bài: 19/03/2024