MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಆಧಾರಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ತೆಳುಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಯೋಜನೆ

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ತೆಳುವಾಗುವಿಕೆಯ ಯೋಜನೆಯು ಆಧರಿಸಿದೆMZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು liDAR ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸಲು ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡಲು, ಮತ್ತು ಇದನ್ನು 800G FR4 ನ ಬಹು-ತರಂಗಾಂತರ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿಯೂ ಬಳಸಬಹುದು, ಇದು MUX ರಚನೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬಹು-ತರಂಗಾಂತರ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ. ಇಂದು ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಯೋಜನೆಯು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖಕ್ಕಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಬಹುದು. ಇದರ ರಚನೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿDFB ಲೇಸರ್ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವು ಸಮಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ CW ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಏಕ ತರಂಗಾಂತರವಾಗಿದೆ. ಒಂದು ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆವರ್ತನ fRF ನೊಂದಿಗೆ, ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮಧ್ಯಂತರವು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಆವರ್ತನ fRF ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಚಿತ್ರ b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ 8.2mm ಉದ್ದದ LNOI ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ದೀರ್ಘ ವಿಭಾಗದ ನಂತರಹಂತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆವರ್ತನವು ಸಹ fRF ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಹಂತವು RF ಸಿಗ್ನಲ್ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಕ್ರೆಸ್ಟ್ ಅಥವಾ ತೊಟ್ಟಿಯನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಚಿರ್ಪ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಹಲ್ಲುಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ DC ಬಯಾಸ್ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಳವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣದ ಚಪ್ಪಟೆತನದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು.

ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ನಂತರದ ಸಂಕೇತವು:
ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು wrf ನ ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರದೊಂದಿಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣ ಹಲ್ಲಿನ ತೀವ್ರತೆಯು DFB ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತುPM ಹಂತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮತ್ತು ನಂತರ FFT, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಚಪ್ಪಟೆತನ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ DC ಬಯಾಸ್ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಳದ ನಡುವಿನ ನೇರ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು 0.6π ನ MZM ಬಯಾಸ್ DC ಮತ್ತು 0.4π ನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಳದೊಂದಿಗೆ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅದರ ಚಪ್ಪಟೆತನ <5dB ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ, LN 500nm ದಪ್ಪ, ಎಚ್ಚಣೆ ಆಳ 260nm, ಮತ್ತು ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಅಗಲ 1.5um. ಚಿನ್ನದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನ ದಪ್ಪ 1.2um. ಮೇಲಿನ ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್ SIO2 ನ ದಪ್ಪ 2um.

ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾದ OFC ಯ ವರ್ಣಪಟಲವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ 13 ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ವಿರಳವಾದ ಹಲ್ಲುಗಳು ಮತ್ತು ಚಪ್ಪಟೆತನ <2.4dB ಇರುತ್ತದೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆವರ್ತನ 5GHz, ಮತ್ತು MZM ಮತ್ತು PM ನಲ್ಲಿ RF ಪವರ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಕ್ರಮವಾಗಿ 11.24 dBm ಮತ್ತು 24.96dBm ಆಗಿದೆ. PM-RF ಪವರ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಡಿಸ್ಪರ್ಷನ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಹಲ್ಲುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಡಿಸ್ಪರ್ಷನ್ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಚಿತ್ರ
ಮೇಲಿನವು LNOI ಸ್ಕೀಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನವು IIIV ಸ್ಕೀಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ರಚನಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ: ಚಿಪ್ DBR ಲೇಸರ್, MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, PM ಫೇಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, SOA ಮತ್ತು SSC ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಚಿಪ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ತೆಳುಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

DBR ಲೇಸರ್‌ನ SMSR 35dB, ಲೈನ್ ಅಗಲ 38MHz, ಮತ್ತು ಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಶ್ರೇಣಿ 9nm.

MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು 1mm ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಕೇವಲ 7GHz@3dB ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಸಾಮರಸ್ಯ, 20dB@-8B ಬಯಾಸ್ ವರೆಗಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಷ್ಟದಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ.

SOA ಉದ್ದವು 500µm ಆಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ 62nm@3dB@90mA ಆಗಿದೆ. ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ SSC ಚಿಪ್‌ನ ಜೋಡಣೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ (ಜೋಡಣೆ ದಕ್ಷತೆಯು 5dB). ಅಂತಿಮ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಸುಮಾರು −7dBm ಆಗಿದೆ.

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, ಬಳಸಲಾಗುವ RF ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆವರ್ತನವು 2.6GHz, ಶಕ್ತಿ 24.7dBm, ಮತ್ತು ಹಂತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ Vpi 5V ಆಗಿದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು 17 ಫೋಟೊಫೋಬಿಕ್ ಹಲ್ಲುಗಳು @10dB ಮತ್ತು 30dB ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ SNSR ಹೊಂದಿರುವ ಫಲಿತಾಂಶದ ಫೋಟೊಫೋಬಿಕ್ ವರ್ಣಪಟಲವಾಗಿದೆ.

ಈ ಯೋಜನೆಯು 5G ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಬೆಳಕಿನ ಶೋಧಕದಿಂದ ಪತ್ತೆಯಾದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಆವರ್ತನದ 10 ಪಟ್ಟು 26G ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಹೇಳಲಾಗಿಲ್ಲ.

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನವು ಸ್ಥಿರ ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರ, ಕಡಿಮೆ ಹಂತದ ಶಬ್ದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸುಲಭ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಹಲವಾರು ಸಮಸ್ಯೆಗಳೂ ಇವೆ. PM ನಲ್ಲಿ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ RF ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗೆ ದೊಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರವು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ದರದಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ, 50GHz ವರೆಗೆ, ಇದಕ್ಕೆ FR8 ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ತರಂಗಾಂತರ ಮಧ್ಯಂತರ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ >10nm) ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಬಳಕೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಚಪ್ಪಟೆತನ ಇನ್ನೂ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ.