Schéma optického riedenia frekvencie založená na MZM modulátore

Schéma optického riedenia frekvencie založená naMZM modulátor

Optická frekvenčná disperzia sa môže použiť ako liDARzdroj svetlasúčasne vyžarovať a skenovať v rôznych smeroch a môže sa použiť aj ako viacvlnový zdroj svetla z materiálu 800G FR4, čím sa eliminuje štruktúra MUX. Viacvlnový zdroj svetla má zvyčajne buď nízky výkon, alebo nie je dobre zabalený, čo s ním súvisí. Schéma predstavená dnes má mnoho výhod a možno ju použiť ako referenciu. Jej štruktúrny diagram je znázornený nasledovne: Vysokovýkonný zdrojDFB laserSvetelný zdroj je kontinuálne svetlo v časovej doméne a má jednu vlnovú dĺžku vo frekvencii. Po prechode cezmodulátorPri určitej modulačnej frekvencii fRF sa vygeneruje bočné pásmo a interval bočného pásma je modulovaná frekvencia fRF. Modulátor používa LNOI modulátor s dĺžkou 8,2 mm, ako je znázornené na obrázku b. Po dlhom úseku vysokovýkonnéhofázový modulátorModulačná frekvencia je tiež fRF a jej fáza musí tvoriť vrchol alebo dno RF signálu a svetelného impulzu vo vzťahu k sebe navzájom, čo vedie k veľkému cvrlikaniu a následne k väčšiemu počtu optických zubov. Jednosmerné predpätie a hĺbka modulácie modulátora môžu ovplyvniť plochosť optickej frekvenčnej disperzie.

Matematicky je signál po modulácii svetelného poľa modulátorom:
Je vidieť, že výstupné optické pole má optickú frekvenčnú disperziu s frekvenčným intervalom wrf a intenzita zuba optickej frekvenčnej disperzie súvisí s optickým výkonom DFB. Simuláciou intenzity svetla prechádzajúceho cez modulátor MZM aFázový modulátor PM, a potom FFT, sa získa spektrum optickej frekvenčnej disperzie. Nasledujúci obrázok znázorňuje priamy vzťah medzi plochosťou optickej frekvencie a jednosmerným predpätím modulátora a hĺbkou modulácie na základe tejto simulácie.

Nasledujúci obrázok zobrazuje simulovaný spektrálny diagram s jednosmerným predpätím MZM 0,6π a hĺbkou modulácie 0,4π, čo ukazuje, že jeho plochosť je <5dB.

Nasleduje schéma puzdra MZM modulátora, LN má hrúbku 500 nm, hĺbku leptania 260 nm a šírku vlnovodu 1,5 µm. Hrúbka zlatej elektródy je 1,2 µm. Hrúbka horného plášťa SIO2 je 2 µm.

Nasleduje spektrum testovaného OFC s 13 opticky riedkymi zubami a plochosťou <2,4 dB. Modulačná frekvencia je 5 GHz a zaťaženie RF výkonu v MZM a PM je 11,24 dBm a 24,96 dBm. Počet zubov excitácie optickej frekvenčnej disperzie je možné zvýšiť ďalším zvýšením výkonu PM-RF a interval optickej frekvenčnej disperzie je možné zväčšiť zvýšením modulačnej frekvencie. obrázok
Vyššie uvedené je založené na schéme LNOI a nasledujúce je založené na schéme IIIV. Štruktúrna schéma je nasledovná: Čip integruje DBR laser, MZM modulátor, fázový modulátor PM, SOA a SSC. Jeden čip dokáže dosiahnuť vysokovýkonné optické stenčovanie frekvencie.

SMSR DBR laseru je 35 dB, šírka čiary je 38 MHz a ladiaci rozsah je 9 nm.

Modulátor MZM sa používa na generovanie bočného pásma s dĺžkou 1 mm a šírkou pásma iba 7 GHz pri 3 dB. Obmedzené najmä impedančným nesúladom, optická strata až do 20 dB pri skreslení -8 B.

Dĺžka SOA je 500 µm, čo sa používa na kompenzáciu straty modulačného optického rozdielu a spektrálna šírka pásma je 62 nm pri 3 dB pri 90 mA. Integrovaný SSC na výstupe zlepšuje účinnosť väzby čipu (účinnosť väzby je 5 dB). Konečný výstupný výkon je približne -7 dBm.

Na dosiahnutie optickej frekvenčnej disperzie sa používa RF modulačná frekvencia 2,6 GHz, výkon je 24,7 dBm a Vpi fázového modulátora je 5 V. Obrázok nižšie zobrazuje výsledné fotofóbne spektrum so 17 fotofóbnymi zubami pri 10 dB a SNSR vyšším ako 30 dB.

Schéma je určená pre mikrovlnný prenos 5G a nasledujúci obrázok znázorňuje spektrálnu zložku detekovanú svetelným detektorom, ktorý dokáže generovať signály 26G s 10-násobnou frekvenciou. Tu to nie je uvedené.

Stručne povedané, optická frekvencia generovaná touto metódou má stabilný frekvenčný interval, nízky fázový šum, vysoký výkon a jednoduchú integráciu, ale existuje aj niekoľko problémov. RF signál načítaný na PM vyžaduje veľký výkon, relatívne veľkú spotrebu energie a frekvenčný interval je obmedzený modulačnou rýchlosťou až do 50 GHz, čo vyžaduje väčší vlnový interval (vo všeobecnosti > 10 nm) v systéme FR8. Obmedzené použitie, plochosť výkonu stále nie je dostatočná.