Optoelectronic dlúth bunaithe ar sileacanModúlóir IQle haghaidh cumarsáide comhtháite ardluais
Tá an t-éileamh méadaitheach ar rátaí tarchuir sonraí níos airde agus ar tharchuradóirí níos éifeachtúla ó thaobh fuinnimh de in ionaid sonraí tar éis forbairt ardfheidhmíochta dlúth a spreagadh.modúlóirí optúlaTá teicneolaíocht optoelectronic bunaithe ar sileacan (SiPh) anois ina hardán gealladh fúithi chun comhpháirteanna fótónacha éagsúla a chomhtháthú ar sliseanna aonair, rud a chuireann réitigh dhlútha agus cost-éifeachtacha ar fáil. Scrúdóidh an t-alt seo modúlóir IQ sileacain faoi chois iompróra nua bunaithe ar EAManna GeSi, ar féidir leis oibriú ag minicíocht suas le 75 Gbaud.
Dearadh agus tréithe na ngléasanna
Glacann an modúlóir IQ atá beartaithe struchtúr dlúth trí lámh, mar a thaispeántar i bhFíor 1 (a). Comhdhéanta de thrí EAM GeSi agus trí aistritheoir céime teirmea-optúla, ag glacadh le cumraíocht shiméadrach. Déantar an solas ionchuir a nascadh isteach sa tslis trí chúplálaí grátála (GC) agus a roinnt go cothrom ina thrí chonair trí intearfairíiméadar ilmhód 1 × 3 (MMI). Tar éis dó dul tríd an modúlóir agus an t-aistritheoir céime, déantar an solas a athcheangal le MMI 1 × 3 eile agus ansin nasctar é le snáithín aonmhód (SSMF).
Fíor 1: (a) Íomhá mhicreascópach de mhodúlóir IQ; (b) – (d) EO S21, speictream cóimheas díothaithe, agus tarchur aon EAM GeSi; (e) Léaráid sceitseach de mhodúlóir IQ agus an chéim optúil chomhfhreagrach den aistritheoir céime; (f) Ionadaíocht ar chosc iompróra ar an bplána casta. Mar a thaispeántar i bhFíor 1 (b), tá bandaleithead leictrea-optúil leathan ag EAM GeSi. Thomhais Fíor 1 (b) an paraiméadar S21 de struchtúr tástála EAM GeSi aonair ag baint úsáide as anailíseoir comhpháirteanna optúla (LCA) 67 GHz. Léiríonn Fíor 1 (c) agus 1 (d) faoi seach na speictrim cóimheas díothaithe statach (ER) ag voltais DC éagsúla agus an tarchur ag tonnfhad 1555 nanaiméadar.
Mar a thaispeántar i bhFíor 1 (e), is é príomhghné an dearaidh seo an cumas iompróirí optúla a chosc tríd an aistritheoir céime comhtháite sa lámh lár a choigeartú. Is é π/2 an difríocht céime idir na hairm uachtaracha agus íochtaracha, a úsáidtear le haghaidh tiúnadh casta, agus is é -3 π/4 an difríocht céime idir an lámh lár. Ceadaíonn an chumraíocht seo cur isteach millteach ar an iompróir, mar a thaispeántar i bplána casta Fíor 1 (f).
Socrú turgnamhach agus torthaí
Taispeántar an socrú turgnamhach ardluais i bhFíor 2 (a). Úsáidtear gineadóir tonnfhoirme treallach (Keysight M8194A) mar fhoinse comhartha, agus úsáidtear dhá aimplitheoir RF meaitseáilte céime 60 GHz (le tees claonta comhtháite) mar thiománaithe modúlóra. Is é -2.5 V voltas claonta GeSi EAM, agus úsáidtear cábla RF meaitseáilte céime chun neamhréir céime leictreach idir na bealaí I agus Q a íoslaghdú.
Fíor 2: (a) Socrú turgnamhach ardluais, (b) Cosc iompróra ag 70 Gbaud, (c) Ráta earráide agus ráta sonraí, (d) Réaltbhuíon ag 70 Gbaud. Bain úsáid as léasar cuas seachtrach tráchtála (ECL) le leithead líne 100 kHz, tonnfhad 1555 nm, agus cumhacht 12 dBm mar an t-iompróir optúil. Tar éis an mhodhnúcháin, déantar an comhartha optúil a aimpliú ag baint úsáide asaimplitheoir snáithíneach dópáilte le heirbiam(EDFA) chun cúiteamh a dhéanamh as caillteanais cúplála ar an sliseanna agus caillteanais ionchuir modúlóra.
Ag an taobh glactha, déanann Anailíseoir Speictrim Optúil (OSA) monatóireacht ar an speictream comhartha agus ar chosc an iompróra, mar a thaispeántar i bhFíor 2 (b) le haghaidh comhartha 70 Gbaud. Bain úsáid as glacadóir comhtháite dé-pholaraithe chun comharthaí a fháil, ina bhfuil meascthóir optúil 90 céim agus ceithre cinn.Fótó-dhiodú cothromaithe 40 GHz, agus tá sé ceangailte le hascilloscóp fíor-ama (RTO) 33 GHz, 80 GSa/s (Keysight DSOZ634A). Úsáidtear an dara foinse ECL le leithead líne 100 kHz mar ascillator áitiúil (LO). De bharr go n-oibríonn an tarchuradóir faoi choinníollacha polaraithe aonair, ní úsáidtear ach dhá chainéal leictreonacha le haghaidh tiontú analógach go digiteach (ADC). Taifeadtar na sonraí ar RTO agus próiseáiltear iad ag baint úsáide as próiseálaí comhartha digiteach as líne (DSP).
Mar a thaispeántar i bhFíor 2 (c), rinneadh tástáil ar an modúlóir IQ ag baint úsáide as formáid mhodhnúcháin QPSK ó 40 Gbaud go 75 Gbaud. Léiríonn na torthaí gur féidir leis an ráta 140 Gb/s a bhaint amach faoi choinníollacha ceartúcháin earráide crua-chinnidh (HD-FEC) 7%. Faoi choinníollacha ceartúcháin earráide bog-chinnidh (SD-FEC) 20%. Taispeántar an léaráid réaltbhuíon ag 70 Gbaud i bhFíor 2 (d). Tá an toradh teoranta ag bandaleithead an ocsaileascóip de 33 GHz, arb ionann é agus bandaleithead comhartha de thart ar 66 Gbaud.
Mar a thaispeántar i bhFíor 2 (b), is féidir leis an struchtúr trí lámh iompróirí optúla a shochtadh go héifeachtach le ráta bánúcháin os cionn 30 dB. Ní gá an t-iompróir a shochtadh go hiomlán don struchtúr seo agus is féidir é a úsáid freisin i nglacadóirí a bhfuil toin iompróra ag teastáil uathu chun comharthaí a aisghabháil, amhail glacadóirí Kramer Kronig (KK). Is féidir an t-iompróir a choigeartú trí aistritheoir céime láimhe lárnach chun an cóimheas iompróra go taobhbhanda (CSR) atá ag teastáil a bhaint amach.
Buntáistí agus Feidhmchláir
I gcomparáid le modúlóirí traidisiúnta Mach Zehnder (Modhnóirí MZM) agus modúlóirí IQ optoelectronic eile atá bunaithe ar sileacan, tá ilbhuntáistí ag an modúlóir IQ sileacain atá beartaithe. Ar an gcéad dul síos, tá sé dlúth ó thaobh méide de, níos mó ná 10 n-uaire níos lú ná modúlóirí IQ atá bunaithe arModhnóirí Mach Zehnder(gan ceapacha nasctha san áireamh), rud a mhéadaíonn dlús an chomhtháthaithe agus a laghdaíonn achar na sliseanna. Ar an dara dul síos, ní gá friotóirí críochfoirt a úsáid don dearadh leictreoid cruachta, rud a laghdaíonn toilleas agus fuinneamh an fheiste in aghaidh an ghiotáin. Ar an tríú dul síos, uasmhéadaíonn an cumas cosc iompróra laghdú na cumhachta tarchurtha, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht fuinnimh tuilleadh.
Ina theannta sin, tá bandaleithead optúil GeSi EAM an-leathan (os cionn 30 nanaiméadar), rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le ciorcaid rialaithe aiseolais ilchainéil agus próiseálaithe chun athshondas modúlóirí micreathonnta (MRManna) a chobhsú agus a shioncrónú, rud a shimplíonn an dearadh.
Tá an modúlóir IQ dlúth agus éifeachtúil seo an-oiriúnach do thrasghlacadóirí beaga comhtháite den chéad ghlúin eile in ionaid sonraí, a bhfuil líon ard cainéal acu, rud a chuireann ar chumas cumarsáide optúla níos airde agus níos éifeachtúla ó thaobh fuinnimh de.
Léiríonn an modúlóir IQ sileacain faoi chois iompróra feidhmíocht den scoth, le ráta tarchuir sonraí suas le 150 Gb/s faoi choinníollacha SD-FEC 20%. Tá buntáistí suntasacha ag a struchtúr dlúth 3-arm atá bunaithe ar GeSi EAM i dtéarmaí lorg coise, éifeachtúlachta fuinnimh, agus simplíochta dearaidh. Tá an cumas ag an modúlóir seo an t-iompróir optúil a chosc nó a choigeartú agus is féidir é a chomhtháthú le scéimeanna braite comhtháite agus braite Kramer Kronig (KK) le haghaidh tarchuradóirí comhtháite dlútha illíne. Spreagann na héachtaí léirithe réadú tarchuradóirí optúla an-chomhtháite agus éifeachtúla chun freastal ar an éileamh méadaitheach ar chumarsáid sonraí ardacmhainne in ionaid sonraí agus i réimsí eile.
Am an phoist: 21 Eanáir 2025