Optoelectronic dlúth-bhunaithe sileacainModulator IQLe haghaidh cumarsáid chomhleanúnach ardluais
Tá an t-éileamh méadaitheach ar rátaí tarchuir sonraí níos airde agus transceivers níos tíosaí ar fhuinneamh i lárionaid sonraí tar éis forbairt dhlúth ardfheidhmíochta a fhorbairtmodhnaitheoirí optúla. Tá Teicneolaíocht Optoelectronic Silicon-bhunaithe (SIPH) anois ina ardán tuar dóchais inti chun comhpháirteanna éagsúla fótóin a chomhtháthú ar shlis amháin, a chumasaíonn réitigh dhlúth agus éifeachtúla costais. Scrúdóidh an t -alt seo modulator Silicon IQ atá faoi chois ag iompróir bunaithe ar Gesi Eams, ar féidir leis feidhmiú ag minicíocht suas le 75 GBAUD.
Dearadh agus saintréithe feiste
Glacann an modhnóir IQ atá beartaithe struchtúr dlúth trí lámh, mar a thaispeántar i bhFíor 1 (a). Comhdhéanta de thrí GESI EAM agus trí shiléir chéim optúla Thermo, ag glacadh le cumraíocht siméadrach. Déantar an solas ionchuir a chomhcheangal isteach sa tslis trí chúplálaí grádaithe (GC) agus roinnte go cothrom i dtrí chonair trí idirghabhálaí ilmhód 1 × 3 (MMI). Tar éis dó dul tríd an modulator agus an t-aistriú céime, déantar an solas a ath-chomhdhlúthú ag 1 × 3 mmi eile agus ansin tá sé ceangailte le snáithín aon-mhodh (SSMF).
Figiúr 1: (a) Íomhá micreascópach de mhodhnóir IQ; (b) - (d) EO S21, speictream cóimheasa díothaithe, agus tarchur GESI amháin; (e) léaráid sceidealta de mhodhnóir IQ agus céim optúil chomhfhreagrach de shifter céim; (f) Ionadaíocht faoi chois iompróra ar an eitleán casta. Mar a thaispeántar i bhFigiúr 1 (b), tá bandaleithead leictre-optúil leathan ag Gesi Eam. Thomhais Figiúr 1 (b) paraiméadar S21 de struchtúr tástála amháin GESI EAM ag baint úsáide as anailíseoir comhpháirt optúil 67 GHz (LCA). Taispeánann Figiúirí 1 (c) agus 1 (d) faoi seach an speictream cóimheasa statach (ER) ag voltais DC éagsúla agus an tarchur ag tonnfhad de 1555 nanaiméadar.
Mar a thaispeántar i bhFigiúr 1 (e), is é príomhghné an dearaidh seo an cumas iompróirí optúla a chosc trí choigeartú a dhéanamh ar an gcéim chomhtháite sa lámh lár. Is é an difríocht chéim idir na hairm uachtaracha agus íochtaracha ná π/2, a úsáidtear le haghaidh tiúnadh casta, agus is é an difríocht chéim idir an lár -lámh -3 π/4. Ceadaíonn an chumraíocht seo cur isteach millteach ar an iompróir, mar a thaispeántar i bplána casta Figiúr 1 (f).
Thus turgnamhach agus torthaí
Léirítear an thus turgnamhach ardluais i bhFíor 2 (a). Baintear úsáid as gineadóir tonnfhoirmeach treallach (Keysight M8194A) mar fhoinse chomharthaíochta, agus úsáidtear dhá chéim 60 GHz aimplitheoirí RF (le TEEanna claonta comhtháite) mar thiománaithe modulator. Is é -2.5 V an voltas claonta de GESI EAM, agus úsáidtear cábla RF a mheaitseálann céim chun neamhréir chéim leictreach a íoslaghdú idir na bealaí I agus Q.
Figiúr 2: (a) thus 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 líne líne de 100 kHz, tonnfhad de 1555 nm, agus cumhacht 12 dBm mar an t -iompróir optúil. Tar éis an mhodhnaithe, méadaítear an comhartha optúil ag baint úsáide asAimplitheoir snáithín dopáilte Erbium.
Ag an deireadh glactha, déanann anailíseoir speictream optúil (OSA) monatóireacht ar an speictream comhartha agus an cosc iompróra, mar a thaispeántar i bhFíor 2 (b) le haghaidh comhartha 70 GBAUD. Bain úsáid as glacadóir dé -pholaraithe comhleanúnach chun comharthaí a fháil, atá comhdhéanta de mheascóir optúil 90 céim agus ceithre cinn40 GHz Photodiodes Cothromaithe, agus tá sé ceangailte le oscilloscope fíor-ama 33 GHz, 80 GSA/s (RTO) (Keysight DSOZ634A). Úsáidtear an dara foinse ECL le líne -líne de 100 kHz mar oscillator áitiúil (LO). Mar gheall ar an tarchuradóir a fheidhmíonn faoi choinníollacha polaraithe aonair, ní úsáidtear ach dhá chainéal leictreonacha le haghaidh tiontú aschuir-go-digiteach (ADC). Déantar na sonraí a thaifeadadh ar RTO agus déantar iad a phróiseáil ag baint úsáide as próiseálaí comhartha digiteach as líne (DSP).
Mar a thaispeántar i bhFigiúr 2 (c), tástáladh an modhnóir IQ ag baint úsáide as formáid mhodhnaithe QPSK ó 40 GBAUD go 75 GBAUD. Tugann na torthaí le fios gur féidir leis an ráta teacht ar 140 GB/s; Faoi choinníoll 20% de chinneadh earráidí ar aghaidh, is féidir leis an luas 150 GB/s a bhaint amach. Léirítear an léaráid réaltbhuíon ag 70 GBAUD i bhFíor 2 (d). Tá an toradh teoranta ag bandaleithead oscilloscope de 33 GHz, atá comhionann le bandaleithead comhartha de thart ar 66 GBAUD.
Mar a thaispeántar i bhFigiúr 2 (b), is féidir leis na trí struchtúr lámh iompróirí optúla a chosc go héifeachtach le ráta blasta níos mó ná 30 dB. Ní éilíonn an struchtúr seo an t -iompróir a chosc go hiomlán agus is féidir é a úsáid freisin i nglacadóirí a éilíonn toin iompróra chun comharthaí a aisghabháil, mar shampla glacadóirí Kramer Kronig (KK). Is féidir an t -iompróir a choigeartú trí shifter céim lárnach chun an cóimheas inmhianaithe go cóimheas sideband (CSR) a bhaint amach.
Buntáistí agus Iarratais
I gcomparáid le modhnaitheoirí traidisiúnta Mach Zehnder (Modúlóirí MZM) agus modhnaitheoirí IQ Optoelectronic eile atá bunaithe ar sileacain, tá buntáistí iomadúla ag an modhnaitheoir Silicon IQ atá beartaithe. Ar an gcéad dul síos, tá sé dlúth ó thaobh méide de, níos mó ná 10 n -uaire níos lú ná modhnaitheoirí IQ bunaithe arModúlóirí Mach Zehnder(seachas pillíní nasctha), rud a mhéadaíonn dlús comhtháthaithe agus an limistéar sliseanna a laghdú. Ar an dara dul síos, ní éilíonn an dearadh leictreoidí cruachta go n -úsáidfí friotóirí teirminéil, rud a laghdaíonn toilleas feiste agus fuinneamh in aghaidh an ghiotán. Ar an tríú dul síos, uasmhéadaíonn an cumas faoi chois iompróra laghdú na cumhachta tarchuir, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht fuinnimh a thuilleadh.
Ina theannta sin, tá bandaleithead optúil GESI EAM an-leathan (os cionn 30 nanaiméadar), ag fáil réidh leis an ngá atá le ciorcaid rialaithe aiseolais il-chainéil agus próiseálaithe chun athshondas na modhnaitheoirí micreathonnach (MRManna) a chobhsú agus a shioncrónú, rud a shimplíonn an dearadh.
Tá an modhnóir dlúth agus éifeachtach IQ seo an-oiriúnach don chéad ghlúin eile, comhaireamh ard-chainéil, agus tarchuradóirí beaga comhleanúnacha i lárionaid sonraí, rud a chumasaíonn cumas níos airde agus cumarsáid optúil atá tíosach ar fhuinneamh.
Taispeánann an t-iompróir modulator Silicon IQ feidhmíocht den scoth, le ráta tarchuir sonraí suas le 150 GB/s faoi 20% coinníollacha SD-FEC. Tá buntáistí suntasacha ag a struchtúr dlúth 3-lámh atá bunaithe ar GESI EAM maidir le lorg, éifeachtúlacht fuinnimh, agus simplíocht dearaidh. Tá an cumas ag an modhnóir seo an t -iompróir optúil a chosc nó a choigeartú agus is féidir é a chomhtháthú le scéimeanna braite comhleanúnach agus Kramer Kronig (KK) le haghaidh tarchuradóirí comhleanúnacha il -líne. Tiomáineann na héachtaí léirithe réadú tarchuradóirí optúla an-chomhtháite agus éifeachtacha chun freastal ar an éileamh méadaitheach ar chumarsáid sonraí ardchumais in ionaid sonraí agus i réimsí eile.
Am Post: Jan-21-2025