Schéma optického ztenčování frekvence založené naModulátor MZM
Optická frekvenční disperze může být použita jako liDARzdroj světlasoučasně vyzařovat a skenovat v různých směrech a lze jej také použít jako vícevlnový zdroj světla z materiálu 800G FR4, čímž se eliminuje struktura MUX. Vícevlnový zdroj světla má obvykle buď nízký výkon, nebo není dobře zabalený, což s sebou nese mnoho problémů. Dnes představené schéma má mnoho výhod a lze jej použít jako referenci. Jeho strukturní diagram je znázorněn následovně: Vysoce výkonný zdrojDFB laserZdroj světla je v časové doméně kontinuální světlo a ve frekvenci je jedna vlnová délka. Po průchodumodulátorPři určité modulační frekvenci fRF bude generováno postranní pásmo a interval postranního pásma bude modulovaná frekvence fRF. Modulátor používá LNOI modulátor o délce 8,2 mm, jak je znázorněno na obrázku b. Po dlouhém úseku s vysokým výkonemfázový modulátorModulační frekvence je také fRF a její fáze musí vytvářet vrchol nebo dno RF signálu a světelného impulsu vůči sobě navzájem, což má za následek velké cvrlikání a následně více optických zubů. Stejnosměrné předpětí a hloubka modulace modulátoru mohou ovlivnit plochost optické frekvenční disperze.
Matematicky je signál po modulaci světelného pole modulátorem:
Je vidět, že výstupní optické pole má optickou frekvenční disperzi s frekvenčním intervalem wrf a intenzita zubu optické frekvenční disperze souvisí s optickým výkonem DFB. Simulací intenzity světla procházejícího modulátorem MZM aFázový modulátor PM, a poté FFT, se získá spektrum optické frekvenční disperze. Následující obrázek ukazuje přímý vztah mezi plochostí optické frekvence a stejnosměrným předpětím modulátoru a hloubkou modulace na základě této simulace.
Následující obrázek ukazuje simulovaný spektrální diagram s MZM bias DC 0,6π a modulační hloubkou 0,4π, což ukazuje, že jeho plochost je <5dB.
Následuje schéma pouzdra modulátoru MZM, LN má tloušťku 500 nm, hloubku leptání 260 nm a šířku vlnovodu 1,5 µm. Tloušťka zlaté elektrody je 1,2 µm. Tloušťka horního pláště SIO2 je 2 µm.
Následuje spektrum testovaného OFC s 13 opticky řídkými zuby a plochostí <2,4 dB. Modulační frekvence je 5 GHz a zatížení RF výkonem v MZM a PM je 11,24 dBm, respektive 24,96 dBm. Počet zubů buzení optické frekvenční disperze lze zvýšit dalším zvýšením výkonu PM-RF a interval optické frekvenční disperze lze zvětšit zvýšením modulační frekvence. obrázek
Výše uvedené je založeno na schématu LNOI a následující je založeno na schématu IIIV. Strukturní diagram je následující: Čip integruje DBR laser, MZM modulátor, fázový modulátor PM, SOA a SSC. Jeden čip může dosáhnout vysoce výkonného optického ztenčování frekvence.
SMSR DBR laseru je 35 dB, šířka čáry je 38 MHz a ladicí rozsah je 9 nm.
Modulátor MZM se používá k generování postranního pásma o délce 1 mm a šířce pásma pouze 7 GHz při 3 dB. Omezeno je hlavně impedančním nesouladem, optické ztráty dosahují až 20 dB při předpětí -8 B.
Délka SOA je 500 µm, což se používá ke kompenzaci ztráty modulační optické diference, a spektrální šířka pásma je 62 nm při 3 dB při 90 mA. Integrovaný SSC na výstupu zlepšuje účinnost vazby čipu (účinnost vazby je 5 dB). Konečný výstupní výkon je přibližně −7 dBm.
Pro dosažení optické frekvenční disperze se používá RF modulační frekvence 2,6 GHz, výkon je 24,7 dBm a Vpi fázového modulátoru je 5 V. Obrázek níže ukazuje výsledné fotofobní spektrum se 17 fotofobními zuby při 10 dB a SNSR vyšším než 30 dB.
Schéma je určeno pro mikrovlnný přenos 5G a následující obrázek znázorňuje spektrální složku detekovanou detektorem světla, který dokáže generovat signály 26G s desetinásobnou frekvencí. Zde to není uvedeno.
Stručně řečeno, optická frekvence generovaná touto metodou má stabilní frekvenční interval, nízký fázový šum, vysoký výkon a snadnou integraci, ale existuje také několik problémů. RF signál načtený do PM vyžaduje velký výkon, relativně velkou spotřebu energie a frekvenční interval je omezen modulační rychlostí až do 50 GHz, což vyžaduje větší vlnový interval (obvykle > 10 nm) v systému FR8. Omezené použití, plochost výkonu stále není dostatečná.
Čas zveřejnění: 19. března 2024