ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી થિનિંગની યોજનાMZM મોડ્યુલેટર
ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝનનો ઉપયોગ liDAR તરીકે થઈ શકે છેપ્રકાશ સ્ત્રોતએકસાથે ઉત્સર્જન અને વિવિધ દિશામાં સ્કેન કરવા માટે, અને તેનો ઉપયોગ 800G FR4 ના બહુ-તરંગલંબાઇ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે પણ થઈ શકે છે, જે MUX માળખાને દૂર કરે છે. સામાન્ય રીતે, બહુ-તરંગલંબાઇ પ્રકાશ સ્ત્રોત કાં તો ઓછી શક્તિનો હોય છે અથવા સારી રીતે પેકેજ થયેલ નથી, અને તેમાં ઘણી સમસ્યાઓ હોય છે. આજે રજૂ કરાયેલ યોજનામાં ઘણા ફાયદા છે અને સંદર્ભ માટે તેનો સંદર્ભ લઈ શકાય છે. તેનો બંધારણ આકૃતિ નીચે મુજબ બતાવવામાં આવ્યો છે: ઉચ્ચ-શક્તિDFB લેસરપ્રકાશ સ્ત્રોત સમય ક્ષેત્રમાં CW પ્રકાશ અને આવર્તનમાં એકલ તરંગલંબાઇ છે. એકમાંથી પસાર થયા પછીમોડ્યુલેટરચોક્કસ મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી fRF સાથે, સાઇડબેન્ડ જનરેટ થશે, અને સાઇડબેન્ડ ઇન્ટરવલ એ મોડ્યુલેટેડ ફ્રીક્વન્સી fRF છે. મોડ્યુલેટર 8.2mm લંબાઈવાળા LNOI મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરે છે, જેમ કે આકૃતિ b માં બતાવ્યા પ્રમાણે. હાઇ-પાવરના લાંબા વિભાગ પછીફેઝ મોડ્યુલેટર, મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી પણ fRF છે, અને તેના તબક્કાને RF સિગ્નલની ટોચ અથવા ચાટ અને પ્રકાશ પલ્સ એકબીજાની સાપેક્ષમાં બનાવવાની જરૂર છે, જેના પરિણામે મોટો કિલકિલાટ થાય છે, જેના પરિણામે વધુ ઓપ્ટિકલ દાંત બને છે. મોડ્યુલેટરની DC બાયસ અને મોડ્યુલેશન ડેપ્થ ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરશનની સપાટતાને અસર કરી શકે છે.
ગાણિતિક રીતે, મોડ્યુલેટર દ્વારા પ્રકાશ ક્ષેત્રને મોડ્યુલેટ કર્યા પછી સિગ્નલ છે:
તે જોઈ શકાય છે કે આઉટપુટ ઓપ્ટિકલ ફિલ્ડ એ wrf ના ફ્રીક્વન્સી અંતરાલ સાથે ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન છે, અને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન દાંતની તીવ્રતા DFB ઓપ્ટિકલ પાવર સાથે સંબંધિત છે. MZM મોડ્યુલેટરમાંથી પસાર થતી પ્રકાશ તીવ્રતાનું અનુકરણ કરીને અનેપીએમ ફેઝ મોડ્યુલેટર, અને પછી FFT, ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન સ્પેક્ટ્રમ મેળવવામાં આવે છે. નીચેનો આકૃતિ આ સિમ્યુલેશનના આધારે ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ફ્લેટનેસ અને મોડ્યુલેટર DC બાયસ અને મોડ્યુલેશન ડેપ્થ વચ્ચેનો સીધો સંબંધ દર્શાવે છે.
નીચેનો આકૃતિ 0.6π ના MZM બાયસ DC અને 0.4π ની મોડ્યુલેશન ઊંડાઈ સાથે સિમ્યુલેટેડ સ્પેક્ટ્રલ ડાયાગ્રામ બતાવે છે, જે દર્શાવે છે કે તેની સપાટતા <5dB છે.
નીચે MZM મોડ્યુલેટરનું પેકેજ ડાયાગ્રામ છે, LN 500nm જાડાઈ ધરાવે છે, એચિંગ ઊંડાઈ 260nm છે, અને વેવગાઇડ પહોળાઈ 1.5um છે. ગોલ્ડ ઇલેક્ટ્રોડની જાડાઈ 1.2um છે. ઉપલા ક્લેડીંગ SIO2 ની જાડાઈ 2um છે.
નીચે મુજબ પરીક્ષણ કરાયેલ OFC નું સ્પેક્ટ્રમ છે, જેમાં 13 ઓપ્ટિકલી છૂટાછવાયા દાંત અને સપાટતા <2.4dB છે. મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી 5GHz છે, અને MZM અને PM માં RF પાવર લોડિંગ અનુક્રમે 11.24 dBm અને 24.96dBm છે. PM-RF પાવરને વધુ વધારીને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન એક્સિટેશનના દાંતની સંખ્યા વધારી શકાય છે, અને મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી વધારીને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન અંતરાલ વધારી શકાય છે. ચિત્ર
ઉપરોક્ત LNOI સ્કીમ પર આધારિત છે, અને નીચેનું IIIV સ્કીમ પર આધારિત છે. સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ નીચે મુજબ છે: ચિપ DBR લેસર, MZM મોડ્યુલેટર, PM ફેઝ મોડ્યુલેટર, SOA અને SSC ને એકીકૃત કરે છે. એક જ ચિપ ઉચ્ચ પ્રદર્શન ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી થિનિંગ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
DBR લેસરનો SMSR 35dB છે, લાઇન પહોળાઈ 38MHz છે, અને ટ્યુનિંગ રેન્જ 9nm છે.
MZM મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ 1mm લંબાઈ અને માત્ર 7GHz@3dB ની બેન્ડવિડ્થ સાથે સાઇડબેન્ડ જનરેટ કરવા માટે થાય છે. મુખ્યત્વે ઇમ્પીડેન્સ મિસમેચ, 20dB@-8B બાયસ સુધી ઓપ્ટિકલ નુકશાન દ્વારા મર્યાદિત.
SOA લંબાઈ 500µm છે, જેનો ઉપયોગ મોડ્યુલેશન ઓપ્ટિકલ ડિફરન્સ લોસને વળતર આપવા માટે થાય છે, અને સ્પેક્ટ્રલ બેન્ડવિડ્થ 62nm@3dB@90mA છે. આઉટપુટ પર સંકલિત SSC ચિપની કપલિંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે (કપ્લિંગ કાર્યક્ષમતા 5dB છે). અંતિમ આઉટપુટ પાવર લગભગ −7dBm છે.
ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન ઉત્પન્ન કરવા માટે, વપરાયેલ RF મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી 2.6GHz છે, પાવર 24.7dBm છે, અને ફેઝ મોડ્યુલેટરનો Vpi 5V છે. નીચે આપેલ આકૃતિ પરિણામી ફોટોફોબિક સ્પેક્ટ્રમ છે જેમાં 17 ફોટોફોબિક દાંત @10dB અને SNSR 30dB કરતા વધારે છે.
આ યોજના 5G માઇક્રોવેવ ટ્રાન્સમિશન માટે બનાવાયેલ છે, અને નીચેનો આંકડો લાઇટ ડિટેક્ટર દ્વારા શોધાયેલ સ્પેક્ટ્રમ ઘટક છે, જે ફ્રિકવન્સી કરતા 10 ગણા વધુ 26G સિગ્નલ જનરેટ કરી શકે છે. તે અહીં જણાવેલ નથી.
સારાંશમાં, આ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સીમાં સ્થિર ફ્રીક્વન્સી અંતરાલ, ઓછો ફેઝ અવાજ, ઉચ્ચ શક્તિ અને સરળ એકીકરણ હોય છે, પરંતુ તેમાં ઘણી સમસ્યાઓ પણ છે. PM પર લોડ થયેલ RF સિગ્નલને મોટી શક્તિની જરૂર પડે છે, પ્રમાણમાં મોટી પાવર વપરાશ, અને ફ્રીક્વન્સી અંતરાલ મોડ્યુલેશન રેટ દ્વારા મર્યાદિત છે, 50GHz સુધી, જેના માટે FR8 સિસ્ટમમાં મોટા તરંગલંબાઇ અંતરાલ (સામાન્ય રીતે >10nm) ની જરૂર પડે છે. મર્યાદિત ઉપયોગ, પાવર ફ્લેટનેસ હજુ પણ પૂરતું નથી.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-૧૯-૨૦૨૪