MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಆಧಾರಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ತೆಳುಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಯೋಜನೆ

ಆಧರಿಸಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ತೆಳುಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯ ಯೋಜನೆMZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಲಿಡಾರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಬಹುದುಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸಲು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡಲು, ಮತ್ತು ಇದನ್ನು 800G FR4 ನ ಬಹು-ತರಂಗಾಂತರ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವಾಗಿಯೂ ಬಳಸಬಹುದು, MUX ರಚನೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬಹು-ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಹಲವು ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ. ಇಂದು ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಯೋಜನೆಯು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖಕ್ಕಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಬಹುದು. ಇದರ ರಚನೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿDFB ಲೇಸರ್ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವು ಸಮಯದ ಡೊಮೇನ್‌ನಲ್ಲಿ CW ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಏಕ ತರಂಗಾಂತರವಾಗಿದೆ. ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರ aಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನ fRF ನೊಂದಿಗೆ, ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮಧ್ಯಂತರವು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಆವರ್ತನ fRF ಆಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ b ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ 8.2mm ಉದ್ದವಿರುವ LNOI ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಉನ್ನತ ಶಕ್ತಿಯ ದೀರ್ಘ ವಿಭಾಗದ ನಂತರಹಂತದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನವು ಸಹ fRF ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಹಂತವು RF ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಕ್ರೆಸ್ಟ್ ಅಥವಾ ತೊಟ್ಟಿ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ನಾಡಿಯನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಚಿಲಿಪಿಲಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಹಲ್ಲುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ DC ಪಕ್ಷಪಾತ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಳವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣದ ಸಮತಟ್ಟಾದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು.

ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, ಬೆಳಕಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನಿಂದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರದ ಸಂಕೇತ:
ಔಟ್ಪುಟ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು wrf ನ ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರದೊಂದಿಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣ ಹಲ್ಲಿನ ತೀವ್ರತೆಯು DFB ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು. MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತುPM ಹಂತದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮತ್ತು ನಂತರ ಎಫ್ಎಫ್ಟಿ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಪ್ರಸರಣ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಫ್ಲಾಟ್‌ನೆಸ್ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಡಿಸಿ ಬಯಾಸ್ ಮತ್ತು ಈ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಡೆಪ್ತ್ ನಡುವಿನ ನೇರ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಅಂಕಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು 0.6π ನ MZM ಬಯಾಸ್ DC ಮತ್ತು 0.4π ನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಡೆಪ್ತ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅದರ ಫ್ಲಾಟ್‌ನೆಸ್ <5dB ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನವುಗಳು MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವಾಗಿದೆ, LN 500nm ದಪ್ಪವಾಗಿದೆ, ಎಚ್ಚಣೆ ಆಳವು 260nm ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಅಗಲವು 1.5um ಆಗಿದೆ. ಚಿನ್ನದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ದಪ್ಪವು 1.2um ಆಗಿದೆ. ಮೇಲಿನ ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್ SIO2 ನ ದಪ್ಪವು 2um ಆಗಿದೆ.

13 ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ವಿರಳವಾದ ಹಲ್ಲುಗಳು ಮತ್ತು ಫ್ಲಾಟ್‌ನೆಸ್ <2.4dB ಹೊಂದಿರುವ ಪರೀಕ್ಷಿತ OFC ಯ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನವು 5GHz ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು MZM ಮತ್ತು PM ನಲ್ಲಿ RF ಪವರ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಕ್ರಮವಾಗಿ 11.24 dBm ಮತ್ತು 24.96dBm ಆಗಿದೆ. PM-RF ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಹಲ್ಲುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನ ಪ್ರಸರಣ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಚಿತ್ರ
ಮೇಲಿನವು LNOI ಸ್ಕೀಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನವು IIIV ಸ್ಕೀಮ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ರಚನೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಕೆಳಕಂಡಂತಿದೆ: ಚಿಪ್ DBR ಲೇಸರ್, MZM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, PM ಹಂತದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, SOA ಮತ್ತು SSC ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಚಿಪ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ 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. ಪ್ರತಿರೋಧ ಅಸಾಮರಸ್ಯದಿಂದ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ, 20dB@-8B ಪಕ್ಷಪಾತದವರೆಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಷ್ಟ

SOA ಉದ್ದವು 500µm ಆಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ 62nm@3dB@90mA ಆಗಿದೆ. ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿತ SSC ಚಿಪ್‌ನ ಜೋಡಣೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ (ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯು 5dB ಆಗಿದೆ). ಅಂತಿಮ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯು ಸುಮಾರು −7dBm ಆಗಿದೆ.

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು, RF ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನವನ್ನು 2.6GHz, ವಿದ್ಯುತ್ 24.7dBm ಮತ್ತು ಹಂತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ Vpi 5V ಆಗಿದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು 17 ಫೋಟೊಫೋಬಿಕ್ ಹಲ್ಲುಗಳು @10dB ಮತ್ತು SNSR 30dB ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೋಟೊಫೋಬಿಕ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಆಗಿದೆ.

ಈ ಯೋಜನೆಯು 5G ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅಂಕಿ ಅಂಶವು ಲೈಟ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಪತ್ತೆಯಾದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಆವರ್ತನಕ್ಕಿಂತ 10 ಪಟ್ಟು 26G ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅದನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಹೇಳಿಲ್ಲ.

ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಆವರ್ತನವು ಸ್ಥಿರ ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರ, ಕಡಿಮೆ ಹಂತದ ಶಬ್ದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸುಲಭ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಹಲವಾರು ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ. PM ನಲ್ಲಿ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ RF ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗೆ ದೊಡ್ಡ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ, ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಮಧ್ಯಂತರವು ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ದರದಿಂದ 50GHz ವರೆಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದಕ್ಕೆ FR8 ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ತರಂಗಾಂತರ ಮಧ್ಯಂತರ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ >10nm) ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಬಳಕೆ, ಪವರ್ ಫ್ಲಾಟ್ನೆಸ್ ಇನ್ನೂ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ.