Kanggo komunikasi koheren kanthi dhuwur Kompak Modulator Berbasis Berbasis Silikon Berbasis Silicon

Opoelectronic adhedhasar kompak silikonModulator IQKanggo komunikasi koheren kanthi dhuwur
Tingkatan Tambah kanggo tarif transisi data sing luwih dhuwur lan transcifiversitas energi sing efisien ing pusat data wis nggawa pangembangan performance sing kompakModulator optikWaca rangkeng-. Teknologi optoelectronic basis silikon (SIPH) wis dadi platform janji kanggo nggabungake macem-macem komponen photron menyang chip siji, ngaktifake solusi kompak lan efektif. Artikel iki bakal njelajah modulator novel ditekokake modulator silikon IQ adhedhasar Eams Gries, sing bisa digunakake kanthi frekuensi nganti 75 gbaud.
Desain lan Karakteristik Piranti
Modulator IQ sing diusulake ngetrapake struktur lengen kompak, kaya sing ditampilake ing Gambar 1 (a). Dumadi saka telung gesi eam lan telung shifters fase optik thermo, nganggo konfigurasi simetris. Cahya input ditambah karo chip liwat coupler grating (GC) lan dipérang kanthi rata dadi telung dalan liwat interferometer multimode 1 × 3 (MMI). Sawise ngliwati modulator lan shifter phase, cahya kasebut diisi daya dening liyane 1 × 3 mmi banjur ditambah karo serat mode siji-mode (SSMF).


Gambar 1: (a) Gambar mikroskopik Modulator IQ; (b) - (d) eo s21, spektrum rasio punah, lan transmisi saka ges geser siji; (e) diagram skematis ibuara IQ lan fase optik fase sing cocog karo fase; (f) perwakilan suppression operator ing pesawat kompleks. Kaya sing ditampilake ing Gambar 1 (B), Gesi EAM duwe bandwidth elektis sing amba. Gambar 1 (b) Ngukur parameter S21 struktur tes EAM test siji nggunakake analisonon komponen optik 67 GHz (LCA). Tokoh 1 (c) lan 1 (D) nggambarake rasio punah statis (er) spektraksi ing macem-macem dc voltages lan transmisi ing gelombang 1555 nanometer.
Kaya sing ditampilake ing Gambar 1 (E), fitur utama desain iki yaiku kemampuan kanggo nyuda operator optik kanthi nyetel shifter terpadu ing lengen tengah. Bentenane phase antarane lengen ndhuwur lan ngisor yaiku π / 2, digunakake kanggo macem-macem kompleks, dene bedane phase antarane lengen tengah yaiku -3 π / 4. Konfigurasi iki ngidini gangguan ngrusak menyang operator, kaya sing ditampilake ing pesawat kompleks 1 (f).
Persiyapan eksperimen lan asil
Persiyapan eksperimen dhuwur ditampilake ing Gambar 2 (A). Generator gelombang gelombang (M8194A) digunakake minangka sinyal sumber, lan rong tahap 60 GHz sing cocog karo RF Amplifiers (kanthi tabung bias sing terintegrasi) digunakake minangka driver modulator. Voltage bias saka Gesi EAM -25 V, lan kabel RF sing cocog digunakake kanggo nyilikake kaluputan fase Elektrik ing antarane saluran I lan Q.
Gambar 2: (a) Persiyapan eksperimen kacepetan dhuwur, (b) supresi operator ing 70 gbaud, (c) tarif kesalahan lan tingkat data, (d) konstelasi ing 70 gbaud. Gunakake laser rongga eksternal komersial (ECL) kanthi linewid 100 Khz, gelombang, 1555 nm, lan daya 12 dbm minangka operator optik. Sawise modulasi, sinyal optik digedhekake nggunakake anAmplifier serat Erbium-Dodhed(Edfa) kanggo ngimbangi kerugian chip lan rugi sisipan modulator.
Ing pungkasan sing nampa, spektrum spektrum optik (OSSA) ngawasi spektrum lan supresi operator, kaya sing ditampilake ing angka 2 (B) kanggo sinyal 70 gbaud. Gunakake panrima koherensi kaping pindho kanggo nampa sinyal, sing kalebu campuran optik 90 derajat lan papat40 GHz fotodioda sing seimbang, lan nyambung menyang 33 GHZ, 80 gsa / s nyata osilloscope (rto) (Keysignd DSOZ634A). Sumber ecl sing kapindho kanthi linewid saka 100 khz digunakake minangka osilator lokal (lo). Amarga pemancar sing operasi ing kahanan polarisasi siji, mung rong saluran elektronik digunakake kanggo konversi analog-kanggo-digital (ADC). Data kasebut kacathet ing rto lan diproses nggunakake prosesor sinyal digital Offline (DSP).
Kaya sing ditampilake ing Gambar 2 (C), Modulator IQ dites nggunakake format modulasi QPSK saka 40 gbaud nganti 75 gbaud. Asil kasebut nuduhake yen ing ngisor 7% keputusan Kesalahan Kesalahan Tangga (HD-FEC), tingkat kasebut bisa nganti 140 GB / s; Ing kahanan 20% keputusan sing alus (SD-FEC), kacepetan bisa nganti 150 GB / s. Daging rasi lintang ing 70 gbaud ditampilake ing Gambar 2 (D). Asil diwatesi dening bandwidth osilloscope 33 Ghz, sing padha karo bandwidth sinyal udakara 66 GBAUD.


Kaya sing ditampilake ing Gambar 2 (B), struktur telu lengen bisa kanthi efektif karo operator optik kanthi tingkat kemul sing luwih saka 30 DB. Struktur iki ora mbutuhake suppression operator lengkap lan uga bisa digunakake ing panrima sing mbutuhake nada operator kanggo mbalekake sinyal, kayata panrima Kramer Krining Kramer Krining (KK). Operator bisa diatur liwat shefter phase tengah kanggo nggayuh rasio sing dikarepake kanggo rasio sideband (CSR).
Kaluwihan lan aplikasi
Dibandhingake karo modulator Mach Zhinder (Mzm modulator) lan Modulator Optoelectronic basis Silicon liyane, Modulator Silicon IQ sing diusulake nduweni akeh kaluwihan. Kaping pisanan, kompak kanthi ukuran, luwih saka 10 kaping luwih cilik tinimbang Modulator IQ adhedhasarMudhunasi Machen(ora kalebu bantalan ikatan), saéngga nambah kapadhetan integrasi lan nyuda daerah chip. Kaping pindho, desain electrode sing ditumpuk ora mbutuhake panggunaan resistor terminal, saéngga nyuda kapasitas piranti lan energi saben piranti. Kaping pindho, kemampuan suppresstian operasional nambah nyuda kekuwatan transmisi, luwih nambah efisiensi energi.
Kajaba iku, bandwidth gesi optik saka gesi banget (luwih saka 30 nanometer), ngilangi kabutuhan sirkuit lan prosesor kontrol kelainan multi-saluran kanggo stabilator mikul mikrofil (MRMS), saéngga nggawe desain.
Modulator kompak sing kompak lan efisien cocog kanggo count, dhuwur saluran dhuwur, lan transcentasi koheren cilik ing pusat data, nggawe komunikasi optik sing luwih dhuwur.
Carrier minggat Modulator Silicon IQ nampilake kinerja sing apik banget, kanthi tingkat transmisi data nganti 150 GB / s ing ngisor 20% kahanan SD-Fec. Struktur 3-lengen kompak adhedhasar Gesi EAM duwe kaluwihan sing signifikan ing babagan tilas sikil, efisiensi energi, lan desain kesederhanaan. Modulator iki nduweni kemampuan kanggo nyuda utawa nyetel operator optik lan bisa digabung karo deteksi deteksi koherer lan skema deteksi Kramer Kramer Kreer (KKam kanggo transcent pirang-pirang kelainan kompak. Prestasi sing ditampilake nyetir babagan transcasi optik sing terpadu lan efisien kanggo ngrampungake permintaan data sing akeh kapasitas ing pusat data lan lapangan liyane.


Wektu Pos: Jan-21-2025