Optoelectronic mifototra amin'ny siliconeIQ modulatorho an'ny fifandraisana mirindra haingam-pandeha
Ny fitomboan'ny fitakiana ny tahan'ny fifindran'ny angon-drakitra avo kokoa sy ny transceiver mahomby kokoa amin'ny angovo ao amin'ny foibe angona dia nahatonga ny fampivoarana ny fampisehoana avo lenta.Optical modulators. Ny teknolojia optoelektronika mifototra amin'ny silikônika (SiPh) dia lasa sehatra nampanantenaina hampidirana singa fotonika isan-karazany amin'ny puce tokana, ahafahan'ny vahaolana mirindra sy mahomby. Ity lahatsoratra ity dia hijery ny mpitatitra vaovao manakana ny modulator IQ silisiôma mifototra amin'ny GeSi EAMs, izay afaka miasa amin'ny matetika hatramin'ny 75 Gbaud.
Ny famolavolana sy ny toetran'ny fitaovana
Ny modulator IQ natolotra dia mampiasa rafitra sandry telo mirindra, araka ny aseho amin'ny sary 1 (a). Ahitana telo GeSi EAM sy telo thermo optique phase shifters, mampiasa ny symmetrical configuration. Ny jiro fampidirana dia ampiarahina amin'ny chip amin'ny alàlan'ny coupler grating (GC) ary mizara mitovy amin'ny lalana telo amin'ny alàlan'ny interferometer multimode 1 × 3 (MMI). Rehefa avy nandalo ny modulator sy ny fifindran'ny dingana, ny hazavana dia atambatra amin'ny 1 × 3 MMI hafa ary avy eo ampiarahina amin'ny fibre tokana (SSMF).
Sary 1: (a) Sarin'ny mikroskopika amin'ny modulator IQ; (b) - (d) EO S21, spektrum tahan'ny famongorana, ary fifindran'ny GeSi EAM tokana; (e) Diagrama schematic amin'ny modulator IQ sy ny dingana optika mifanaraka amin'ny fifindran'ny dingana; (f) Fampisehoana fanafoanana ny mpitatitra eo amin'ny fiaramanidina sarotra. Araka ny aseho amin'ny sary 1 (b), GeSi EAM dia manana bandwidth electro-optic midadasika. Ny sary 1 (b) dia nandrefy ny mari-pamantarana S21 amin'ny rafitra fitsapana GeSi EAM tokana amin'ny fampiasana 67 GHz optical component analyzer (LCA). Ny sary 1 (c) sy 1 (d) dia samy maneho ny spectra static extinction ratio (ER) amin'ny voltase DC samihafa sy ny fifindrana amin'ny halavan'ny onjam-peo 1555 nanometers.
Araka ny aseho amin'ny sary 1 (e), ny tena mampiavaka an'ity famolavolana ity dia ny fahafahana manafoana ireo mpitatitra optique amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny fifindran'ny dingana mitambatra amin'ny sandry afovoany. Ny fahasamihafan'ny dingana misy eo amin'ny sandry ambony sy ambany dia π/2, ampiasaina amin'ny fanefena sarotra, fa ny fahasamihafan'ny dingana eo amin'ny sandry afovoany dia -3 π/4. Io fandrindrana io dia mamela ny fitsabahana manimba ny mpitatitra, araka ny aseho amin'ny fiaramanidina sarotra amin'ny sary 1 (f).
Fametrahana andrana sy valiny
Ny fametrahana fanandramana haingam-pandeha dia aseho amin'ny sary 2 (a). Mpamorona onjam-peo tsy misy dikany (Keysight M8194A) no ampiasaina ho loharano famantarana, ary ny amplifier RF mifanentana amin'ny 60 GHz roa (miaraka amin'ny tee bias mitambatra) dia ampiasaina ho mpamily modulator. Ny voltase mitongilana amin'ny GeSi EAM dia -2.5 V, ary ny tariby RF mifanentana amin'ny dingana dia ampiasaina mba hanamaivanana ny tsy fitovian'ny dingana elektrika eo amin'ny fantsona I sy Q.
Sary 2: (a) Fanamboarana andrana avo lenta, (b) Fanafoanana ny mpitatitra amin'ny 70 Gbaud, (c) Taham-pahadisoana sy tahan'ny angona, (d) Constellation amin'ny 70 Gbaud. Mampiasà laser cavity ivelany (ECL) ara-barotra miaraka amin'ny sakan'ny 100 kHz, ny halavan'ny onjam-peo 1555 nm, ary ny herin'ny 12 dBm ho mpitatitra optika. Aorian'ny modulation, ny signal optika dia ampitomboina amin'ny fampiasana anerbium-doped fibre amplifier(EDFA) hanonerana ny fahaverezan'ny fampifangaroana amin'ny chip sy ny fatiantoka amin'ny fampidirana modulator.
Amin'ny faran'ny fandraisana, ny Optical Spectrum Analyzer (OSA) dia manara-maso ny mari-pamantarana sy ny fanafoanana ny mpitatitra, araka ny aseho amin'ny sary 2 (b) ho an'ny famantarana 70 Gbaud. Mampiasà mpandray miray tsikombakomba polarization roa handraisana famantarana, izay misy mixer optika 90 degre ary efatra.40 GHz photodiodes voalanjalanja, ary mifandray amin'ny 33 GHz, 80 GSa/s real-time oscilloscope (RTO) (Keysight DSOZ634A). Ny loharano ECL faharoa miaraka amin'ny sakan'ny 100 kHz dia ampiasaina ho toy ny oscillator eo an-toerana (LO). Noho ny mpandefa miasa ao anatin'ny fepetra polarization tokana, fantsona elektronika roa ihany no ampiasaina amin'ny fiovam-po analog-to-digital (ADC). Ny angon-drakitra dia voarakitra ao amin'ny RTO ary karakaraina amin'ny alàlan'ny processeur signal digital offline (DSP).
Araka ny aseho ao amin'ny sary 2 (c), ny modulator IQ dia nosedraina tamin'ny alàlan'ny format modulation QPSK avy amin'ny 40 Gbaud ka hatramin'ny 75 Gbaud. Ny valiny dia manondro fa eo ambanin'ny 7% fanapahan-kevitra sarotra amin'ny fanitsiana diso (HD-FEC), ny tahan'ny dia mety hahatratra 140 Gb / s; Eo ambanin'ny fepetra 20% fanapahan-kevitra malefaka fanitsiana diso (SD-FEC), ny hafainganam-pandeha dia mety hahatratra 150 Gb/s. Ny kisary antokon-kintana amin'ny 70 Gbaud dia aseho amin'ny sary 2 (d). Ny vokatra dia voafetra amin'ny bandwidth oscilloscope amin'ny 33 GHz, izay mitovy amin'ny bandwidth famantarana eo amin'ny 66 Gbaud.
Araka ny aseho ao amin'ny sary 2 (b), ny rafitry ny sandry telo dia afaka manafoana tsara ireo mpitatitra optika miaraka amin'ny taham-pahafatesana mihoatra ny 30 dB. Ity rafitra ity dia tsy mitaky fanafoanana tanteraka ny mpitatitra ary azo ampiasaina amin'ny mpandray izay mitaky ny tonon'ny mpitatitra mba hamerenana ireo famantarana, toy ny mpandray Kramer Kronig (KK). Ny mpitatitra dia azo amboarina amin'ny alàlan'ny fifindran'ny sandry afovoany mba hahatratrarana ny taham-pitaterana tiana amin'ny sisiny (CSR).
Tombontsoa sy fampiharana
Raha ampitahaina amin'ny modulators Mach Zehnder nentim-paharazana (Ireo singa mifandraika amin'ny MZM) ary ireo modulators IQ optoelectronic mifototra amin'ny silisiôma, manana tombony maro ny modulator IQ silisiôna natolotra. Voalohany, dia kely ny habeny, mihoatra ny 10 heny noho ny IQ modulators mifototra amin'nyMach Zehnder modulators(ankoatra ny pad fatorana), ka mampitombo ny hakitroky ny fampidirana ary mampihena ny faritry ny chip. Faharoa, ny famolavolana electrode stacked dia tsy mitaky ny fampiasana ny terminal resistors, ka mampihena ny fitaovana capacitance sy ny angovo isaky ny bit. Fahatelo, ny fahafahan'ny fanafoanana ny mpitatitra dia mampitombo ny fampihenana ny herin'ny fifindran'ny angovo, manatsara kokoa ny fahombiazan'ny angovo.
Ankoatr'izay, ny bandwidth optika an'ny GeSi EAM dia midadasika be (mihoatra ny 30 nanometers), manafoana ny filàna fanaraha-maso sy processeurs amin'ny alàlan'ny multi-channel mba hanamafisana sy hampifanaraka ny resonance ny microwave modulators (MRMs), ka manamora ny famolavolana.
Ity modulator IQ compact sy mahomby ity dia mety tsara ho an'ny taranaka manaraka, fanisana fantsona avo, ary transceiver kely mirindra ao amin'ny foibe data, manome fahafahana ambony kokoa sy fifandraisana optika mahomby kokoa.
Ny modulator IQ silikon'ny mpitatitra dia mampiseho fampisehoana tena tsara, miaraka amin'ny tahan'ny fifindran'ny data hatramin'ny 150 Gb/s eo ambanin'ny fepetra SD-FEC 20%. Ny firafitry ny sandriny 3 matevina miorina amin'ny GeSi EAM dia manana tombony lehibe amin'ny resaka dian-tongotra, ny fahombiazan'ny angovo ary ny fahatsoran'ny famolavolana. Ity modulator ity dia manana fahafahana manafoana na manitsy ny optique carrier ary azo ampidirina amin'ny detection coherent sy Kramer Kronig (KK) detection schemes ho an'ny multi-line compact coherent transceivers. Ny zava-bita naseho dia mitarika ny fanatanterahana ireo transceiver optika tena mitambatra sy mahomby mba hihaonana amin'ny fitomboan'ny fangatahana fifandraisana angon-drakitra avo lenta any amin'ny foibe data sy sehatra hafa.
Fotoana fandefasana: Jan-21-2025