હાઇ સ્પીડ સુસંગત કમ્યુનિકેશન કોમ્પેક્ટ સિલિકોન આધારિત to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક આઇક્યુ મોડ્યુલેટર માટે

કોમ્પેક્ટ સિલિકોન આધારિત ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિકઆઇક્યુ મોડ્યુલેટરહાઇ સ્પીડ સુસંગત સંદેશાવ્યવહાર માટે
ડેટા કેન્દ્રોમાં ઉચ્ચ ડેટા ટ્રાન્સમિશન રેટ અને વધુ energy ર્જા-કાર્યક્ષમ ટ્રાંસીવર્સ માટેની વધતી માંગએ કોમ્પેક્ટ ઉચ્ચ પ્રદર્શનના વિકાસને આગળ ધપાવી છેticalપ્ટિકલ મોડ્યુલેટર. સિલિકોન આધારિત to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ટેકનોલોજી (એસઆઈપીએચ) એક ચિપ પર વિવિધ ફોટોનિક ઘટકોને એકીકૃત કરવા માટે, કોમ્પેક્ટ અને ખર્ચ-અસરકારક ઉકેલોને સક્ષમ કરવા માટે એક આશાસ્પદ પ્લેટફોર્મ બની ગયું છે. આ લેખ GESI EAMS પર આધારિત સિલિકોન આઇક્યુ મોડ્યુલેટરને દબાવવામાં નવલકથા વાહકનું અન્વેષણ કરશે, જે 75 જીબીએયુડી સુધીની આવર્તન પર કાર્ય કરી શકે છે.
ઉપકરણ ડિઝાઇન અને લાક્ષણિકતાઓ
સૂચિત આઇક્યુ મોડ્યુલેટર આકૃતિ 1 (એ) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, કોમ્પેક્ટ ત્રણ આર્મ સ્ટ્રક્ચરને અપનાવે છે. સપ્રમાણ રૂપરેખાંકન અપનાવે છે, ત્રણ GESI EAM અને ત્રણ થર્મો opt પ્ટિકલ તબક્કા શિફ્ટર્સથી બનેલું છે. ઇનપુટ લાઇટ ચિપમાં ગ્રેટિંગ કપ્લર (જીસી) દ્વારા જોડવામાં આવે છે અને 1 × 3 મલ્ટિમોડ ઇન્ટરફેરોમીટર (એમએમઆઈ) દ્વારા સમાનરૂપે ત્રણ પાથમાં વહેંચવામાં આવે છે. મોડ્યુલેટર અને ફેઝ શિફ્ટરમાંથી પસાર થયા પછી, પ્રકાશ બીજા 1 × 3 એમએમઆઈ દ્વારા ફરીથી ગોઠવવામાં આવે છે અને પછી સિંગલ-મોડ ફાઇબર (એસએસએમએફ) સાથે જોડવામાં આવે છે.

આકૃતિ 1: (એ) આઇક્યુ મોડ્યુલેટરની માઇક્રોસ્કોપિક છબી; (બી) - (ડી) ઇઓ એસ 21, લુપ્તતા ગુણોત્તર સ્પેક્ટ્રમ, અને એક જ GESI EAM નું ટ્રાન્સમિટન્સ; (ઇ) આઇક્યુ મોડ્યુલેટરનું યોજનાકીય આકૃતિ અને તબક્કા શિફ્ટરના અનુરૂપ opt પ્ટિકલ તબક્કા; (એફ) જટિલ વિમાન પર વાહક દમનનું પ્રતિનિધિત્વ. આકૃતિ 1 (બી) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, GESI EAM માં વિશાળ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક બેન્ડવિડ્થ છે. આકૃતિ 1 (બી) એ 67 ગીગાહર્ટ્ઝ opt પ્ટિકલ કમ્પોનન્ટ એનાલિઝર (એલસીએ) નો ઉપયોગ કરીને સિંગલ GESI EAM પરીક્ષણ માળખાના S21 પરિમાણને માપ્યા. આકૃતિઓ 1 (સી) અને 1 (ડી) અનુક્રમે વિવિધ ડીસી વોલ્ટેજ પર સ્થિર લુપ્તતા રેશિયો (ઇઆર) સ્પેક્ટ્રા અને 1555 નેનોમીટરની તરંગલંબાઇ પર ટ્રાન્સમિશન દર્શાવે છે.
આકૃતિ 1 (ઇ) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, આ ડિઝાઇનની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ મધ્યમ હાથમાં એકીકૃત તબક્કા શિફ્ટટરને સમાયોજિત કરીને opt પ્ટિકલ કેરિયર્સને દબાવવાની ક્ષમતા છે. ઉપલા અને નીચલા હાથ વચ્ચેનો તબક્કો તફાવત π/2 છે, જે જટિલ ટ્યુનિંગ માટે વપરાય છે, જ્યારે મધ્ય હાથ વચ્ચેનો તબક્કો -3 π/4 છે. આકૃતિ 1 (એફ) ના જટિલ વિમાનમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, આ રૂપરેખાંકન વાહકમાં વિનાશક દખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
પ્રાયોગિક સુયોજન અને પરિણામો
હાઇ સ્પીડ પ્રાયોગિક સેટઅપ આકૃતિ 2 (એ) માં બતાવવામાં આવ્યું છે. એક મનસ્વી વેવફોર્મ જનરેટર (કીસાઇટ એમ 8194 એ) નો ઉપયોગ સિગ્નલ સ્રોત તરીકે થાય છે, અને બે 60 ગીગાહર્ટ્ઝ તબક્કો મેળ ખાતા આરએફ એમ્પ્લીફાયર્સ (ઇન્ટિગ્રેટેડ બાયસ ટીઝ સાથે) નો ઉપયોગ મોડ્યુલેટર ડ્રાઇવરો તરીકે થાય છે. GESI EAM નું પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજ -2.5 વી છે, અને એક તબક્કો મેળ ખાતી આરએફ કેબલનો ઉપયોગ I અને Q ચેનલો વચ્ચેના વિદ્યુત તબક્કાના મેળ ખાતાને ઘટાડવા માટે થાય છે.
આકૃતિ 2: (એ) હાઇ સ્પીડ પ્રાયોગિક સેટઅપ, (બી) 70 જીબીએયુડી પર વાહક દમન, (સી) ભૂલ દર અને ડેટા રેટ, (ડી) 70 જીબીયુડી પર નક્ષત્ર. 100 કેએચઝેડની લાઇનવિડ્થ, 1555 એનએમની તરંગલંબાઇ અને opt પ્ટિકલ કેરિયર તરીકે 12 ડીબીએમની શક્તિ સાથે વ્યાપારી બાહ્ય પોલાણ લેસર (ઇસીએલ) નો ઉપયોગ કરો. મોડ્યુલેશન પછી, opt પ્ટિકલ સિગ્નલનો ઉપયોગ કરીને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છેએર્બિયમ-ડોપ્ડ ફાઇબર એમ્પ્લીફાયર(ઇડીએફએ) -ન-ચીપ કપ્લિંગ નુકસાન અને મોડ્યુલેટર દાખલ નુકસાનની ભરપાઇ કરવા માટે.
પ્રાપ્ત થતાં, opt પ્ટિકલ સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષક (ઓએસએ) સિગ્નલ સ્પેક્ટ્રમ અને વાહક દમન પર નજર રાખે છે, જેમ કે 70 જીબીયુડી સિગ્નલ માટે આકૃતિ 2 (બી) માં બતાવ્યા પ્રમાણે. સંકેતો પ્રાપ્ત કરવા માટે ડ્યુઅલ ધ્રુવીકરણ સુસંગત રીસીવરનો ઉપયોગ કરો, જેમાં 90 ડિગ્રી ઓપ્ટિકલ મિક્સર અને ચારનો સમાવેશ થાય છે40 ગીગાહર્ટ્ઝ સંતુલિત ફોટોોડિઓડ્સ. 100 કેએચઝેડની લાઇનવિડ્થવાળા બીજા ઇસીએલ સ્રોતનો ઉપયોગ સ્થાનિક c સિલેટર (એલઓ) તરીકે થાય છે. સિંગલ ધ્રુવીકરણની સ્થિતિ હેઠળ કાર્યરત ટ્રાન્સમીટરને કારણે, ફક્ત બે ઇલેક્ટ્રોનિક ચેનલોનો ઉપયોગ એનાલોગ-થી-ડિજિટલ કન્વર્ઝન (એડીસી) માટે થાય છે. ડેટા આરટીઓ પર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે અને offline ફલાઇન ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસર (ડીએસપી) નો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ 2 (સી) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, આઇક્યુ મોડ્યુલેટરનું પરીક્ષણ 40 જીબીએયુડીથી 75 જીબીયુડીથી ક્યુપીએસકે મોડ્યુલેશન ફોર્મેટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામો સૂચવે છે કે 7% સખત નિર્ણય આગળ ભૂલ કરેક્શન (એચડી-એફઇસી) શરતો હેઠળ, દર 140 જીબી/સે સુધી પહોંચી શકે છે; 20% નરમ નિર્ણય આગળ ભૂલ કરેક્શન (એસડી-એફઇસી) ની સ્થિતિ હેઠળ, ગતિ 150 જીબી/સે સુધી પહોંચી શકે છે. 70 જીબીએયુડી પર નક્ષત્ર આકૃતિ આકૃતિ 2 (ડી) માં બતાવવામાં આવી છે. પરિણામ 33 ગીગાહર્ટ્ઝની c સિલોસ્કોપ બેન્ડવિડ્થ દ્વારા મર્યાદિત છે, જે આશરે 66 જીબીયુડીની સિગ્નલ બેન્ડવિડ્થની સમકક્ષ છે.

આકૃતિ 2 (બી) માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ત્રણ આર્મ સ્ટ્રક્ચર 30 ડીબી કરતા વધુના બ્લેન્કિંગ રેટ સાથે opt પ્ટિકલ કેરિયર્સને અસરકારક રીતે દબાવશે. આ રચનાને વાહકના સંપૂર્ણ દમનની જરૂર નથી અને તે રીસીવરોમાં પણ વાપરી શકાય છે કે જેને ક્રેમર ક્રોનીગ (કેકે) રીસીવરો જેવા સંકેતોને પુન recover પ્રાપ્ત કરવા માટે વાહક ટોનની જરૂર હોય છે. ઇચ્છિત વાહકથી સાઇડબેન્ડ રેશિયો (સીએસઆર) પ્રાપ્ત કરવા માટે કેરિયર સેન્ટ્રલ આર્મ ફેઝ શિફ્ટર દ્વારા ગોઠવી શકાય છે.
ફાયદા અને અરજીઓ
પરંપરાગત માચ ઝેન્ડર મોડ્યુલેટર્સ સાથે સરખામણી કરો (મેઝેડએમ મોડ્યુલેટર) અને અન્ય સિલિકોન આધારિત to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક આઇક્યુ મોડ્યુલેટર, સૂચિત સિલિકોન આઇક્યુ મોડ્યુલેટરના ઘણા ફાયદા છે. પ્રથમ, તે કદમાં કોમ્પેક્ટ છે, તેના આધારે આઇક્યુ મોડ્યુલેટર કરતા 10 ગણા નાનામાચ ઝેન્ડર મોડ્યુલેટર(બોન્ડિંગ પેડ્સને બાદ કરતાં), આમ એકીકરણની ઘનતામાં વધારો અને ચિપ વિસ્તારમાં ઘટાડો. બીજું, સ્ટેક્ડ ઇલેક્ટ્રોડ ડિઝાઇનને ટર્મિનલ રેઝિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર નથી, ત્યાં બીટ દીઠ ડિવાઇસ કેપેસિટીન્સ અને energy ર્જા ઘટાડે છે. ત્રીજે સ્થાને, વાહક દમન ક્ષમતા ટ્રાન્સમિશન પાવરના ઘટાડાને મહત્તમ બનાવે છે, energy ર્જા કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો કરે છે.
આ ઉપરાંત, GESI EAM ની opt પ્ટિકલ બેન્ડવિડ્થ ખૂબ પહોળી છે (30 નેનોમીટરથી વધુ), માઇક્રોવેવ મોડ્યુલેટર (એમઆરએમએસ) ના પડઘોને સ્થિર કરવા અને સિંક્રનાઇઝ કરવા માટે મલ્ટિ-ચેનલ ફીડબેક કંટ્રોલ સર્કિટ્સ અને પ્રોસેસરોની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, ત્યાં ડિઝાઇનને સરળ બનાવે છે.
આ કોમ્પેક્ટ અને કાર્યક્ષમ આઇક્યુ મોડ્યુલેટર આગલી પે generation ી, ઉચ્ચ ચેનલ ગણતરી અને ડેટા સેન્ટરોમાં નાના સુસંગત ટ્રાન્સસીવર્સ માટે ખૂબ યોગ્ય છે, ઉચ્ચ ક્ષમતા અને વધુ energy ર્જા-કાર્યક્ષમ opt પ્ટિકલ સંદેશાવ્યવહારને સક્ષમ કરે છે.
કેરીઅર દબાવવામાં આવેલ સિલિકોન આઇક્યુ મોડ્યુલેટર 20% એસડી-એફઇસી શરતો હેઠળ 150 જીબી/સે સુધીના ડેટા ટ્રાન્સમિશન રેટ સાથે, ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવે છે. GESI EAM પર આધારિત તેની કોમ્પેક્ટ 3-આર્મ સ્ટ્રક્ચરમાં પગલા, energy ર્જા કાર્યક્ષમતા અને ડિઝાઇન સરળતાના સંદર્ભમાં નોંધપાત્ર ફાયદા છે. આ મોડ્યુલેટરમાં opt પ્ટિકલ કેરિયરને દબાવવા અથવા સમાયોજિત કરવાની ક્ષમતા છે અને મલ્ટિ લાઇન કોમ્પેક્ટ સુસંગત ટ્રાન્સસીવર્સ માટે સુસંગત તપાસ અને ક્રેમર ક્રોનિગ (કેકે) તપાસ યોજનાઓ સાથે એકીકૃત કરી શકાય છે. પ્રદર્શિત સિદ્ધિઓ ડેટા સેન્ટર્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉચ્ચ-ક્ષમતાવાળા ડેટા કમ્યુનિકેશનની વધતી માંગને પહોંચી વળવા માટે ઉચ્ચ સંકલિત અને કાર્યક્ષમ opt પ્ટિકલ ટ્રાંસીવર્સની અનુભૂતિ તરફ દોરી જાય છે.