एमझेडएम मॉड्युलेटरवर आधारित ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी थिनिंगची एक योजना

ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी थिनिंगची एक योजना यावर आधारित आहेएमझेडएम मॉड्युलेटर

ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शनचा वापर लिडार म्हणून केला जाऊ शकतो.प्रकाश स्रोतएकाच वेळी वेगवेगळ्या दिशांना उत्सर्जन आणि स्कॅन करण्यासाठी, आणि MUX रचना टाळून, याचा वापर 800G FR4 चा बहु-तरंगलांबी प्रकाश स्रोत म्हणूनही केला जाऊ शकतो. सामान्यतः, बहु-तरंगलांबी प्रकाश स्रोत एकतर कमी शक्तीचा असतो किंवा त्याचे पॅकेजिंग व्यवस्थित नसते, आणि त्यात अनेक समस्या असतात. आज सादर केलेल्या योजनेचे अनेक फायदे आहेत आणि तिचा संदर्भासाठी उपयोग केला जाऊ शकतो. तिची रचना आकृती खालीलप्रमाणे दर्शविली आहे: उच्च-शक्तीडीएफबी लेझरप्रकाश स्रोत हा टाइम डोमेनमध्ये CW प्रकाश आणि फ्रिक्वेन्सीमध्ये एकल तरंगलांबी आहे. एका माध्यमातून गेल्यानंतर...मॉड्युलेटरएका विशिष्ट मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी fRF सह, साइडबँड तयार होईल आणि साइडबँडचा मध्यांतर ही मॉड्युलेटेड फ्रिक्वेन्सी fRF आहे. मॉड्युलेटरमध्ये 8.2 मिमी लांबीचा LNOI मॉड्युलेटर वापरला जातो, जसे की आकृती b मध्ये दाखवले आहे. उच्च-शक्तीच्या लांब विभागानंतरफेज मॉड्युलेटरमॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी देखील fRF असते, आणि तिच्या फेजमुळे RF सिग्नल आणि लाईट पल्स यांचे शिखर किंवा दरी एकमेकांच्या सापेक्ष बनतात, ज्यामुळे मोठा चिर्प निर्माण होतो आणि परिणामी अधिक ऑप्टिकल टीथ मिळतात. मॉड्युलेटरचा डीसी बायस आणि मॉड्युलेशन डेप्थ हे ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शनच्या सपाटपणावर परिणाम करू शकतात.

गणितीयदृष्ट्या, मॉड्युलेटरद्वारे प्रकाश क्षेत्राचे मॉड्युलेशन झाल्यानंतर मिळणारा सिग्नल खालीलप्रमाणे असतो:
हे दिसून येते की आउटपुट ऑप्टिकल फील्ड हे wrf च्या फ्रिक्वेन्सी अंतरासह एक ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन आहे, आणि ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन टूथची तीव्रता DFB ऑप्टिकल पॉवरशी संबंधित आहे. MZM मॉड्युलेटरमधून जाणाऱ्या प्रकाशाच्या तीव्रतेचे सिम्युलेशन करून आणिपीएम फेज मॉड्युलेटरआणि नंतर FFT वापरून, ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन स्पेक्ट्रम मिळवला जातो. खालील आकृती या सिम्युलेशनच्या आधारावर ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी फ्लॅटनेस आणि मॉड्युलेटर डीसी बायस व मॉड्युलेशन डेप्थ यांच्यातील थेट संबंध दर्शवते.

खालील आकृती 0.6π च्या MZM बायस DC आणि 0.4π च्या मॉड्युलेशन डेप्थसह सिम्युलेटेड स्पेक्ट्रल डायग्राम दर्शवते, ज्यावरून असे दिसून येते की त्याची फ्लॅटनेस <5dB आहे.

खाली MZM मॉड्युलेटरचा पॅकेज आकृती दिली आहे, LN 500nm जाड आहे, एचिंगची खोली 260nm आहे आणि वेव्हगाईडची रुंदी 1.5um आहे. सोन्याच्या इलेक्ट्रोडची जाडी 1.2um आहे. वरच्या क्लॅडिंग SIO2 ची जाडी 2um आहे.

खालील स्पेक्ट्रम तपासलेल्या OFC चा आहे, ज्यामध्ये १३ ऑप्टिकली स्पार्स टीथ आणि <२.४dB ची फ्लॅटनेस आहे. मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी ५GHz आहे, आणि MZM व PM मधील RF पॉवर लोडिंग अनुक्रमे ११.२४ dBm आणि २४.९६dBm आहे. PM-RF पॉवर आणखी वाढवून ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन एक्सायटेशनच्या टीथची संख्या वाढवता येते, आणि मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी वाढवून ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन इंटरव्हल वाढवता येतो.
वरील माहिती LNOI योजनेवर आधारित आहे, आणि खालील माहिती IIIV योजनेवर आधारित आहे. संरचनेचा आकृतीबंध खालीलप्रमाणे आहे: या चिपमध्ये DBR लेझर, MZM मॉड्युलेटर, PM फेज मॉड्युलेटर, SOA आणि SSC एकीकृत केलेले आहेत. एकाच चिपद्वारे उच्च-कार्यक्षमतेचे ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी थिनिंग साध्य करता येते.

डीबीआर लेसरचा SMSR 35dB, लाइन रुंदी 38MHz आणि ट्यूनिंग रेंज 9nm आहे.

MZM मॉड्युलेटरचा उपयोग १ मिमी लांबीचा आणि केवळ ७GHz@३dB बँडविड्थ असलेला साइडबँड निर्माण करण्यासाठी केला जातो. मुख्यत्वे इम्पेडन्स मिसमॅच आणि -८B बायसवर २०dB पर्यंतच्या ऑप्टिकल लॉसमुळे याची मर्यादा येते.

SOA ची लांबी ५००µm आहे, जी मॉड्युलेशन ऑप्टिकल डिफरन्स लॉसची भरपाई करण्यासाठी वापरली जाते, आणि स्पेक्ट्रल बँडविड्थ ६२nm@३dB@९०mA आहे. आउटपुटवरील एकात्मिक SSC चिपची कपलिंग कार्यक्षमता सुधारते (कपलिंग कार्यक्षमता ५dB आहे). अंतिम आउटपुट पॉवर सुमारे −७dBm आहे.

ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डिस्पर्शन निर्माण करण्यासाठी, वापरलेली RF मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी 2.6GHz, पॉवर 24.7dBm आणि फेज मॉड्युलेटरचा Vpi 5V आहे. खालील आकृती 17 फोटोफोबिक टीथ @10dB आणि 30dB पेक्षा जास्त SNSR सह परिणामी फोटोफोबिक स्पेक्ट्रम दर्शवते.

ही योजना 5G मायक्रोवेव्ह ट्रान्समिशनसाठी आहे, आणि खालील आकृती लाईट डिटेक्टरद्वारे शोधलेला स्पेक्ट्रम घटक आहे, जो 10 पट वारंवारतेने 26G सिग्नल निर्माण करू शकतो. हे येथे नमूद केलेले नाही.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, या पद्धतीद्वारे निर्माण होणाऱ्या ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सीमध्ये स्थिर फ्रिक्वेन्सी अंतराल, कमी फेज नॉईज, उच्च शक्ती आणि सुलभ एकीकरण असते, परंतु यात काही समस्या देखील आहेत. पीएमवर लोड केलेल्या आरएफ सिग्नलला जास्त शक्तीची आवश्यकता असते, त्यामुळे विजेचा वापर तुलनेने जास्त होतो, आणि फ्रिक्वेन्सी अंतराल मॉड्युलेशन रेटमुळे ५०GHz पर्यंत मर्यादित राहते, ज्यामुळे FR8 सिस्टीममध्ये मोठ्या वेव्हलेंथ अंतराची (साधारणपणे >१०nm) आवश्यकता असते. याचा वापर मर्यादित आहे आणि पॉवर फ्लॅटनेस अजूनही पुरेसा नाही.