Optoelektronika miorina amin'ny silikônina kelyModulator IQho an'ny fifandraisana mirindra haingam-pandeha
Ny fitomboan'ny fangatahana tahan'ny fandefasana angona ambony kokoa sy transceivers mahomby kokoa amin'ny angovo any amin'ny foibe angona dia nanosika ny fivoaran'ny compact high performance.modulator optikaNy teknolojia optoelektronika miorina amin'ny silisiôma (SiPh) dia lasa sehatra mampanantena hampidirana singa fotonika isan-karazany ao anaty puce tokana, izay ahafahana mamaha vahaolana kely sy mahomby. Ity lahatsoratra ity dia handinika modulator IQ silisiôma vaovao voafehy mifototra amin'ny GeSi EAM, izay afaka miasa amin'ny matetika hatramin'ny 75 Gbaud.
Endrika sy toetra mampiavaka ny fitaovana
Ny modulator IQ natolotra dia mampiasa rafitra sandry telo miendrika kely, araka ny aseho amin'ny Sary 1 (a). Voaforon'ny GeSi EAM telo sy thermo optical phase shifters telo, izay mampiasa firafitra simetrika. Ny hazavana miditra dia ampifandraisina ao amin'ny puce amin'ny alàlan'ny grating coupler (GC) ary zaraina mitovy amin'ny lalana telo amin'ny alàlan'ny interferometer multimode 1×3 (MMI). Rehefa avy mandalo ny modulator sy ny phase shifter, ny hazavana dia averina ampiarahina amin'ny MMI 1×3 hafa ary avy eo ampifandraisina amin'ny fibre mode tokana (SSMF).
Sary 1: (a) Sary mikroskopika an'ny IQ modulator; (b) – (d) EO S21, spectrum tahan'ny extinction, ary ny transmittance an'ny GeSi EAM tokana; (e) Diagrama skematika an'ny IQ modulator sy ny dingana optika mifandraika amin'ny phase shifter; (f) Fanehoana ny fampihenana ny carrier eo amin'ny planina sarotra. Araka ny aseho amin'ny Sary 1 (b), ny GeSi EAM dia manana bandwidth electro-optical midadasika. Ny Sary 1 (b) dia nandrefy ny parameter S21 an'ny rafitra fitsapana GeSi EAM tokana tamin'ny fampiasana mpandinika singa optika (LCA) 67 GHz. Ny Sary 1 (c) sy 1 (d) dia mampiseho ny spectra tahan'ny extinction static (ER) amin'ny voltazy DC samihafa sy ny transmission amin'ny halavan'ny onjam-peo 1555 nanometers.
Araka ny aseho amin'ny Sary 1 (e), ny endri-javatra lehibe amin'ity endrika ity dia ny fahafahana manakana ireo mpitatitra optika amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny phase shifter tafiditra ao amin'ny sandry afovoany. Ny fahasamihafan'ny phase eo amin'ny sandry ambony sy ambany dia π/2, ampiasaina amin'ny fanitsiana sarotra, raha toa kosa ny fahasamihafan'ny phase eo amin'ny sandry afovoany dia -3 π/4. Ity firafitra ity dia mamela ny fitsabahana manimba amin'ny mpitatitra, araka ny aseho amin'ny sehatra sarotra amin'ny Sary 1 (f).
Fametrahana sy vokatra andrana
Aseho amin'ny Sary 2 (a) ny fametrahana andrana haingam-pandeha. Mpamorona onjam-peo tsy ara-dalàna (Keysight M8194A) no ampiasaina ho loharanon'ny famantarana, ary amplifier RF roa mifanaraka amin'ny dingana 60 GHz (miaraka amin'ny tee bias tafiditra) no ampiasaina ho mpamily modulator. Ny voltazy bias an'ny GeSi EAM dia -2.5 V, ary tariby RF mifanaraka amin'ny dingana no ampiasaina mba hampihenana ny tsy fitoviana elektrika eo amin'ny fantsona I sy Q.
Sary 2: (a) Fametrahana fanandramana haingam-pandeha, (b) Fampihenana ny mpitatitra amin'ny 70 Gbaud, (c) Taham-pahadisoana sy tahan'ny angona, (d) Kintana amin'ny 70 Gbaud. Ampiasao laser ivelany (ECL) ara-barotra miaraka amin'ny sakany 100 kHz, halavan'ny onjam-peo 1555 nm, ary hery 12 dBm ho mpitatitra optika. Aorian'ny modulation, dia ampitomboina ny famantarana optika amin'ny fampiasanafanamafisam-peo fibre misy erbium(EDFA) mba hanonerana ny fatiantoka amin'ny fifandraisana eo amin'ny puce sy ny fatiantoka amin'ny fampidirana ny modulator.
Eo amin'ny faritra fandraisana, ny Optical Spectrum Analyzer (OSA) dia manara-maso ny spectrum signal sy ny fampihenana ny carrier, araka ny aseho amin'ny Sary 2 (b) ho an'ny signal 70 Gbaud. Ampiasao ny receiver coherent polarization roa mba handraisana signal, izay misy mixer optical 90 degre sy efatra.Fotodioda voalanjalanja 40 GHz, ary mifandray amin'ny oscilloscope (RTO) 33 GHz, 80 GSa/s (Keysight DSOZ634A). Ny loharano ECL faharoa manana sakany 100 kHz no ampiasaina ho oscillator eo an-toerana (LO). Noho ny mpandefa miasa amin'ny fepetra polarisation tokana, fantsona elektronika roa ihany no ampiasaina amin'ny fiovam-po analog-to-digital (ADC). Voarakitra ao amin'ny RTO ny angon-drakitra ary karakaraina amin'ny alàlan'ny processeur signal digital offline (DSP).
Araka ny aseho amin'ny Sary 2 (c), ny IQ modulator dia nosedraina tamin'ny fampiasana ny endrika modulation QPSK avy amin'ny 40 Gbaud ka hatramin'ny 75 Gbaud. Ny valiny dia manondro fa ao anatin'ny fepetra 7% amin'ny fanitsiana ny fahadisoana mandroso fanapahan-kevitra mafy (HD-FEC), ny tahan'ny dia mety hahatratra 140 Gb/s; Ao anatin'ny fepetra 20% amin'ny fanitsiana ny fahadisoana mandroso fanapahan-kevitra malefaka (SD-FEC), ny hafainganam-pandeha dia mety hahatratra 150 Gb/s. Ny kisarisary constellation amin'ny 70 Gbaud dia aseho amin'ny Sary 2 (d). Ny vokatra dia voafetra amin'ny bandwidth oscilloscope 33 GHz, izay mitovy amin'ny bandwidth signal eo amin'ny 66 Gbaud eo ho eo.
Araka ny aseho amin'ny Sary 2 (b), ny rafitra misy sandry telo dia afaka manakana tsara ireo mpitatitra optika miaraka amin'ny tahan'ny fampanginana mihoatra ny 30 dB. Ity rafitra ity dia tsy mitaky ny fanakanana tanteraka ny mpitatitra ary azo ampiasaina amin'ny mpandray izay mitaky feo mpitatitra mba hamerenana ny famantarana, toy ny mpandray Kramer Kronig (KK). Azo amboarina amin'ny alàlan'ny mpanova dingana sandry afovoany ny mpitatitra mba hahazoana ny tahan'ny mpitatitra amin'ny lafiny (CSR) irina.
Tombony sy fampiharana
Raha ampitahaina amin'ny modulator Mach Zehnder nentim-paharazana (MZM modulators) sy ireo modulator IQ optoelektronika hafa miorina amin'ny silikônina, ny modulator IQ silikônina natolotra dia manana tombony maro. Voalohany, kely habe izy io, mihoatra ny 10 heny noho ny modulator IQ mifototra amin'nyModulator Mach Zehnder(ankoatra ny bonding pads), ka mampitombo ny hakitroky ny fampidirana sy mampihena ny velaran'ny puce. Faharoa, ny endrika elektroda mifampitohy dia tsy mitaky ny fampiasana resistor terminal, ka mampihena ny capacitance sy ny angovo isaky ny bit. Fahatelo, ny fahafahan'ny carrier suppression dia mampitombo ny fampihenana ny herin'ny fandefasana, manatsara bebe kokoa ny fahombiazan'ny angovo.
Ankoatra izany, dia mivelatra be ny bandwidth optikan'ny GeSi EAM (mihoatra ny 30 nanometera), ka manafoana ny filàna fizaran-tany sy processeur fanaraha-maso feedback maro fantsona mba hampiorenana sy hampifanarahana ny resonance an'ny microwave modulators (MRM), ka manatsotra ny famolavolana.
Ity modulator IQ kely sy mahomby ity dia tena mety tsara amin'ny taranaka manaraka, misy fantsona betsaka, ary transceivers kely mirindra ao amin'ny foibe angon-drakitra, izay ahafahana mifandray amin'ny fahafaha-manao ambony kokoa sy mampiasa angovo bebe kokoa.
Mampiseho fahombiazana tsara dia tsara ny "carrier suppressed silicon IQ modulator", miaraka amin'ny tahan'ny fandefasana angona hatramin'ny 150 Gb/s eo ambanin'ny fepetra SD-FEC 20%. Ny rafitra 3-arm compact miorina amin'ny GeSi EAM dia manana tombony lehibe amin'ny lafiny dian-tongotra, fahombiazan'ny angovo, ary fahatsoran'ny famolavolana. Ity modulator ity dia manana ny fahafahana manakana na manitsy ny "optic carrier" ary azo ampidirina amin'ny coherent detection sy ny Kramer Kronig (KK) detection schemes ho an'ny "multi line compact coherent transceivers". Ny zava-bita naseho dia manosika ny fanatanterahana ny "optic transceivers" mitambatra sy mahomby mba hamenoana ny fitomboan'ny fangatahana fifandraisana angona avo lenta any amin'ny foibe angona sy sehatra hafa.
Fotoana fandefasana: 21 Janoary 2025