Dlúth sileacain-bhunaithe optoelectronicModulator IQle haghaidh cumarsáide comhleanúnach ardluais
Tá an t-éileamh méadaitheach ar rátaí tarchurtha sonraí níos airde agus trasghlacadóirí níos tíosaí ar fhuinneamh in ionaid sonraí tar éis forbairt dhlúth ardfheidhmíochta a thiomáint.modhnóirí optúla. Tá teicneolaíocht optoelectronic atá bunaithe ar sileacain (SiPh) tar éis éirí ina ardán geallta chun comhpháirteanna éagsúla fótóinic a chomhtháthú in aon tslis amháin, rud a chumasaíonn réitigh dhlúth agus éifeachtach ó thaobh costais. Déanfaidh an t-alt seo iniúchadh ar iompróir úrscéal modulator IQ sileacain faoi chois bunaithe ar GeSi EAMs, ar féidir leo oibriú ag minicíocht suas le 75 Gbaud.
Dearadh agus tréithe gléas
Glacann an modulator IQ atá beartaithe struchtúr dlúth trí lámh, mar a thaispeántar i bhFíor 1 (a). Comhdhéanta de thrí GeSi EAM agus trí shifters céim teirmeafópacha, ag glacadh le cumraíocht siméadrach. Déantar an solas ionchuir a chúpláil leis an sliseanna trí chúplóir gráta (GC) agus é a roinnt go cothrom i dtrí chosán trí idirfhearasiméadar ilmhód 1 × 3 (MMI). Tar éis dul tríd an modhnóir agus an t-aistritheoir céime, déantar an solas a athcheangal le 1 × 3 MMI eile agus ansin é a chúpláil le snáithín aonmhód (SSMF).
Fíor 1: (a) Íomhá mhicreascópach de mhodúltóir IQ; (b) – (d) EO S21, speictream cóimheasa díothaithe, agus tarchur EAM GeSi amháin; (e) Léaráid scéimreach den mhodúltóir IQ agus an chéim optúil chomhfhreagrach den aistriú pas; (f) Léiriú faoi chois iompróra ar an eitleán coimpléascach. Mar a léirítear i bhFíor 1(b), tá bandaleithead leathan leictreastatach ag GeSi EAM. Thomhais Fíor 1 (b) paraiméadar S21 struchtúr tástála aonair GeSi EAM ag baint úsáide as anailísí comhpháirteanna optúla 67 GHz (LCA). Léiríonn Fíoracha 1 (c) agus 1 (d) faoi seach an speictream 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 dearadh seo an cumas iompróirí optúla a shochtadh tríd an shifter céim comhtháite sa lámh lár a choigeartú. Is é π/2 an difríocht chéim idir na lámha uachtaracha agus íochtaracha, a úsáidtear le haghaidh tiúnadh casta, agus is é -3 π/4 an difríocht chéim idir an lámh lár. Ceadaíonn an chumraíocht seo cur isteach millteach ar an iompróir, mar a thaispeántar sa phlána casta i bhFíor 1 (f).
Socrú turgnamhach agus torthaí
Taispeántar an socrú turgnamhach ardluais i bhFíor 2 (a). Úsáidtear gineadóir tonnchruth treallach (Keysight M8194A) mar an fhoinse comhartha, agus úsáidtear dhá aimplitheoir RF comhoiriúnaithe le céim 60 GHz (le claonadh comhtháite) mar thiománaithe modulator. Is é an voltas claonta de GeSi EAM ná -2.5 V, agus úsáidtear cábla RF céim-mheaitseála chun neamhréir chéim leictreach idir na bealaí I agus Q a íoslaghdú.
Fíor 2: (a) Socrú turgnamhach ardluais, (b) Faoi chois iompróra ag 70 Gbaud, (c) Ráta earráide agus ráta sonraí, (d) Réaltbhuíon ag 70 Gbaud. Bain úsáid as léasair cavity seachtrach tráchtála (ECL) le líneáil de 100 kHz, tonnfhad 1555 nm, agus cumhacht 12 dBm mar iompróir optúil. Tar éis modhnú, déantar an comhartha optúil a aimpliú ag baint úsáide as anaimplitheoir snáithíní erbium-dopáilte(EDFA) chun caillteanais cúplála ar sliseanna agus caillteanais maidir le hionsú modhnóirí a chúiteamh.
Ag an deireadh glactha, déanann Anailíseoir Speictrim Optúil (OSA) monatóireacht ar an speictream comhartha agus ar shochtadh an iompróra, mar a thaispeántar i bhFíor 2 (b) le haghaidh comhartha 70 Gbaud. Bain úsáid as glacadóir comhleanúnach dé-polarúcháin chun comharthaí a fháil, atá comhdhéanta de mheascthóir optúil 90 céim agus ceithreFóta-óid chothromaithe 40 GHz, agus tá sé ceangailte le hoscillascóp fíor-ama 33 GHz, 80 GSa/s (RTO) (Keysight DSOZ634A). Úsáidtear an dara foinse ECL le líne athrú 100 kHz mar ascaltóir áitiúil (LO). De bharr go n-oibríonn an tarchuradóir faoi choinníollacha aonair polaraithe, ní úsáidtear ach dhá chainéal leictreonacha le haghaidh comhshó analógach go digiteach (ADC). Déantar na sonraí a thaifeadadh ar RTO agus a phróiseáil ag baint úsáide as próiseálaí comhartha digiteach as líne (DSP).
Mar a thaispeántar i bhFíor 2 (c), rinneadh tástáil ar an modulator IQ ag baint úsáide as formáid modhnú QPSK ó 40 Gbaud go 75 Gbaud. Tugann na torthaí le fios gur féidir leis an ráta 140 Gb/s a bhaint amach faoi choinníollacha ceartúcháin earráide réamhchinnte crua 7% (HD-FEC); Faoi choinníoll ceartú earráide ar aghaidh cinneadh bog 20% (SD-FEC), is féidir leis an luas 150 Gb/s a bhaint amach. Taispeántar 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 bhFíor 2 (b), is féidir leis an struchtúr trí lámh iompróirí optúla a shochtadh go héifeachtach le ráta glantacháin níos mó ná 30 dB. Ní éilíonn an struchtúr seo an t-iompróir faoi chois 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 láimhe lárnach chun an cóimheas iompróra go banna taobh (CSR) atá ag teastáil a bhaint amach.
Buntáistí agus Feidhmchláir
I gcomparáid le modhnóirí traidisiúnta Mach Zehnder (MZM modulators) agus modhnóirí IQ optoelectronic eile atá bunaithe ar sileacain, tá buntáistí iomadúla ag an modúlóir IQ sileacain atá beartaithe. Ar an gcéad dul síos, tá sé dlúth i méid, níos mó ná 10 n-uaire níos lú ná modhnóirí IQ bunaithe arModhnóirí Mach Zehnder(gan pillíní nasctha a áireamh), rud a mhéadaíonn dlús an chomhtháthaithe agus laghdaítear limistéar sliseanna. Ar an dara dul síos, ní éilíonn an dearadh cruachta leictreoid úsáid friotóirí teirminéil, rud a laghdóidh toilleas gléas agus fuinneamh in aghaidh an ghiotáin. Ar an tríú dul síos, uasmhéadaíonn an cumas faoi chois iompróra an laghdú ar chumhacht tarchurtha, feabhas a chur ar 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 modhnóirí micreathonn (MRManna) a chobhsú agus a shioncrónú, agus mar sin an dearadh a shimpliú.
Tá an modulator IQ dlúth agus éifeachtach seo an-oiriúnach don chéad ghlúin eile, do chomhaireamh ard cainéal, agus do thrasghlacadóirí beaga comhleanúnacha in ionaid sonraí, rud a chumasaíonn cumas níos airde agus cumarsáid optúil atá níos tíosaí ar fhuinneamh.
Léiríonn an modúlóir IQ sileacain faoi chois feidhmíocht den scoth, le ráta tarchurtha sonraí suas le 150 Gb/s faoi choinníollacha SD-FEC 20%. Tá buntáistí suntasacha ag a struchtúr dlúth 3 lámh atá bunaithe ar GeSi EAM i dtéarmaí lorg, éifeachtúlacht fuinnimh agus simplíocht dearaidh. Tá an cumas ag an modúlóir seo an t-iompróir optúil a shochtadh nó a choigeartú agus is féidir é a chomhtháthú le scéimeanna braite comhleanúnach agus Kramer Kronig (KK) le haghaidh trasghlacadóirí comhleanúnacha dlúth illíne. Tiomáineann na héachtaí léirithe réadú trasghlacadóirí optúla an-chomhtháite agus éifeachtach chun freastal ar an éileamh méadaitheach ar chumarsáid sonraí ard-acmhainne in ionaid sonraí agus i réimsí eile.
Am postála: Jan-21-2025