MZM મોડ્યુલેટર પર આધારિત ઓપ્ટિકલ ફ્રિક્વન્સી થિનિંગની સ્કીમ

પર આધારિત ઓપ્ટિકલ આવર્તન પાતળું કરવાની યોજનાMZM મોડ્યુલેટર

ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝનનો ઉપયોગ liDAR તરીકે થઈ શકે છેપ્રકાશ સ્ત્રોતએકસાથે ઉત્સર્જિત કરવા અને જુદી જુદી દિશામાં સ્કેન કરવા માટે, અને તેનો ઉપયોગ 800G FR4 ના બહુ-તરંગલંબાઇ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે પણ થઈ શકે છે, જે MUX સ્ટ્રક્ચરને દૂર કરે છે. સામાન્ય રીતે, મલ્ટી-વેવલન્થ લાઇટ સ્ત્રોત કાં તો ઓછી શક્તિ ધરાવે છે અથવા સારી રીતે પેકેજ્ડ નથી, અને ઘણી સમસ્યાઓ છે. આજે રજૂ કરાયેલી યોજનામાં ઘણા ફાયદા છે અને તેનો સંદર્ભ માટે ઉલ્લેખ કરી શકાય છે. તેની રચના આકૃતિ નીચે પ્રમાણે બતાવવામાં આવી છે: ઉચ્ચ શક્તિDFB લેસરપ્રકાશ સ્ત્રોત એ સમયના ડોમેનમાં CW પ્રકાશ અને આવર્તનમાં સિંગલ તરંગલંબાઇ છે. એમાંથી પસાર થયા પછીમોડ્યુલેટરચોક્કસ મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી fRF સાથે, સાઇડબેન્ડ જનરેટ થશે, અને સાઇડબેન્ડ ઇન્ટરવલ એ મોડ્યુલેટેડ ફ્રીક્વન્સી fRF છે. આકૃતિ b માં બતાવ્યા પ્રમાણે મોડ્યુલેટર 8.2mm ની લંબાઈ સાથે LNOI મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરે છે. ઉચ્ચ-શક્તિના લાંબા વિભાગ પછીતબક્કો મોડ્યુલેટર, મોડ્યુલેશન ફ્રિક્વન્સી પણ fRF છે, અને તેના તબક્કામાં RF સિગ્નલની ક્રેસ્ટ અથવા ચાટ બનાવવાની જરૂર છે અને એકબીજાની સાપેક્ષ લાઇટ પલ્સ છે, જેના પરિણામે વધુ ઓપ્ટિકલ દાંત થાય છે. મોડ્યુલેટરની ડીસી પૂર્વગ્રહ અને મોડ્યુલેશન ઊંડાઈ ઓપ્ટિકલ ફ્રિકવન્સી ડિસ્પરઝનની સપાટતાને અસર કરી શકે છે.

ગાણિતિક રીતે, મોડ્યુલેટર દ્વારા પ્રકાશ ક્ષેત્રને મોડ્યુલેટ કર્યા પછીનો સંકેત છે:
તે જોઈ શકાય છે કે આઉટપુટ ઓપ્ટિકલ ફીલ્ડ એ wrf ના આવર્તન અંતરાલ સાથે ઓપ્ટિકલ આવર્તન વિક્ષેપ છે, અને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન દાંતની તીવ્રતા DFB ઓપ્ટિકલ પાવર સાથે સંબંધિત છે. MZM મોડ્યુલેટરમાંથી પસાર થતી પ્રકાશની તીવ્રતાનું અનુકરણ કરીને અનેપીએમ તબક્કા મોડ્યુલેટર, અને પછી FFT, ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરશન સ્પેક્ટ્રમ મેળવવામાં આવે છે. નીચેનો આંકડો આ સિમ્યુલેશન પર આધારિત ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ફ્લેટનેસ અને મોડ્યુલેટર ડીસી બાયસ અને મોડ્યુલેશન ડેપ્થ વચ્ચેનો સીધો સંબંધ દર્શાવે છે.

નીચેનો આંકડો MZM બાયસ ડીસી 0.6π 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 જાડા છે, એચિંગની ઊંડાઈ 260nm છે, અને વેવગાઇડની પહોળાઈ 1.5um છે. ગોલ્ડ ઇલેક્ટ્રોડની જાડાઈ 1.2um છે. ઉપલા ક્લેડીંગ SIO2 ની જાડાઈ 2um છે.

નીચે 13 ઓપ્ટીકલી સ્પાર્સ દાંત અને સપાટતા <2.4dB સાથે, પરીક્ષણ કરાયેલ OFC નું સ્પેક્ટ્રમ છે. મોડ્યુલેશન આવર્તન 5GHz છે, અને MZM અને PM માં RF પાવર લોડિંગ અનુક્રમે 11.24 dBm અને 24.96dBm છે. ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન એક્સિટેશનના દાંતની સંખ્યામાં PM-RF પાવરને વધુ વધારીને વધારી શકાય છે, અને મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી વધારીને ઑપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્પરઝન ઇન્ટરવલ વધારી શકાય છે. ચિત્ર
ઉપરોક્ત LNOI યોજના પર આધારિત છે, અને નીચેના IIIV યોજના 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 આવર્તન પાતળું હાંસલ કરી શકે છે.

DBR લેસરનો SMSR 35dB છે, લાઇનની પહોળાઈ 38MHz છે અને ટ્યુનિંગ રેન્જ 9nm છે.

MZM મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ 1mm ની લંબાઈ અને માત્ર 7GHz@3dB ની બેન્ડવિડ્થ સાથે સાઇડબેન્ડ જનરેટ કરવા માટે થાય છે. મુખ્યત્વે ઇમ્પીડેન્સ મિસમેચ દ્વારા મર્યાદિત, 20dB@-8B પૂર્વગ્રહ સુધી ઓપ્ટિકલ નુકશાન

SOA લંબાઈ 500µm છે, જેનો ઉપયોગ મોડ્યુલેશન ઓપ્ટિકલ ડિફરન્સ નુકશાનની ભરપાઈ કરવા માટે થાય છે, અને સ્પેક્ટ્રલ બેન્ડવિડ્થ 62nm@3dB@90mA છે. આઉટપુટ પર સંકલિત SSC ચિપની જોડાણ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે (કપ્લિંગ કાર્યક્ષમતા 5dB છે). અંતિમ આઉટપુટ પાવર લગભગ −7dBm છે.

ઓપ્ટિકલ ફ્રિક્વન્સી ડિસ્પરઝન ઉત્પન્ન કરવા માટે, ઉપયોગમાં લેવાતી RF મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી 2.6GHz છે, પાવર 24.7dBm છે અને ફેઝ મોડ્યુલેટરનો Vpi 5V છે. નીચેની 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 10 ગણી આવર્તન દ્વારા 26G સિગ્નલ જનરેટ કરી શકે છે. તે અહીં જણાવેલ નથી.

સારાંશમાં, આ પદ્ધતિ દ્વારા પેદા થતી ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સીમાં સ્થિર આવર્તન અંતરાલ, નીચા તબક્કાનો અવાજ, ઉચ્ચ શક્તિ અને સરળ એકીકરણ છે, પરંતુ તેમાં ઘણી સમસ્યાઓ પણ છે. PM પર લોડ થયેલ RF સિગ્નલને મોટી શક્તિ, પ્રમાણમાં મોટા પાવર વપરાશની જરૂર પડે છે, અને ફ્રિક્વન્સી અંતરાલ મોડ્યુલેશન દર દ્વારા 50GHz સુધી મર્યાદિત હોય છે, જેને FR8 સિસ્ટમમાં મોટા તરંગલંબાઇ અંતરાલ (સામાન્ય રીતે >10nm)ની જરૂર પડે છે. મર્યાદિત ઉપયોગ, પાવર ફ્લેટનેસ હજુ પણ પૂરતું નથી.