MZM 변조기를 기반으로 한 광주파수 씨닝 방식

기반으로 한 광 주파수 씨닝 방식MZM 변조기

광주파수 분산은 LiDAR로 사용될 수 있습니다.광원동시에 서로 다른 방향으로 방사하고 스캔할 수 있으며 MUX 구조를 제거하여 800G FR4의 다파장 광원으로도 사용할 수 있습니다. 일반적으로 다파장 광원은 전력이 낮거나 패키징이 제대로 되어 있지 않아 문제가 많습니다. 오늘 도입된 제도는 많은 장점을 갖고 있어 참고할 수 있다. 그 구조 다이어그램은 다음과 같습니다.DFB 레이저광원은 시간 영역의 CW 광이고 주파수의 단일 파장입니다. 한 곳을 통과한 후변조기특정 변조 주파수 fRF를 사용하면 측파대가 생성되며 측파대 간격은 변조된 주파수 fRF입니다. 변조기는 그림 b와 같이 길이 8.2mm의 LNOI 변조기를 사용합니다. 오랜 시간의 고출력 구간을 거친 후위상 변조기, 변조 주파수도 fRF이고 그 위상은 RF 신호와 광 펄스의 최고점 또는 최저점을 서로 상대적으로 만들어야 하므로 큰 처프가 발생하여 더 많은 광학 치아가 발생합니다. 변조기의 DC 바이어스 및 변조 깊이는 광주파수 분산의 평탄도에 영향을 미칠 수 있습니다.

수학적으로, 광 필드가 변조기에 의해 변조된 후의 신호는 다음과 같습니다.
출력 광장은 wrf의 주파수 간격을 갖는 광주파수 분산이고, 광주파수 분산 치의 강도는 DFB 광파워와 관련이 있음을 알 수 있다. MZM 변조기를 통과하는 빛의 세기를 시뮬레이션하여PM 위상 변조기, FFT를 수행하면 광주파수 분산 스펙트럼이 얻어집니다. 다음 그림은 이 시뮬레이션을 기반으로 광 주파수 평탄도와 변조기 DC 바이어스 및 변조 깊이 간의 직접적인 관계를 보여줍니다.

다음 그림은 MZM 바이어스 DC가 0.6π이고 변조 깊이가 0.4π인 시뮬레이션된 스펙트럼 다이어그램을 보여줍니다. 이는 평탄도가 <5dB임을 보여줍니다.

다음은 MZM 변조기의 패키지 다이어그램이며, LN은 두께 500nm, 에칭 깊이는 260nm, 도파관 폭은 1.5um입니다. 금 전극의 두께는 1.2um입니다. 상부 클래딩 SIO2의 두께는 2um이다.

다음은 13개의 광학적으로 희박한 톱니와 2.4dB 미만의 평탄도를 갖는 테스트된 OFC의 스펙트럼입니다. 변조 주파수는 5GHz이고, MZM과 PM의 RF 전력 로딩은 각각 11.24dBm과 24.96dBm입니다. PM-RF 전력을 더욱 증가시킴으로써 광주파수 분산 여기의 톱니 수를 증가시킬 수 있고, 변조 주파수를 증가시킴으로써 광주파수 분산 간격을 증가시킬 수 있다. 그림
위는 LNOI 방식을 기반으로 하고, 아래는 IIIV 방식을 기반으로 한다. 구조 다이어그램은 다음과 같습니다. 칩은 DBR 레이저, MZM 변조기, PM 위상 변조기, SOA 및 SSC를 통합합니다. 단일 칩으로 고성능 광 주파수 씨닝을 달성할 수 있습니다.

DBR 레이저의 SMSR은 35dB, 선폭은 38MHz, 튜닝 범위는 9nm입니다.

MZM 변조기는 길이가 1mm이고 대역폭이 7GHz@3dB에 불과한 측파대를 생성하는 데 사용됩니다. 주로 임피던스 불일치, 최대 20dB@-8B 바이어스의 광 손실로 제한됩니다.

SOA 길이는 500μm로 변조 광차 손실을 보상하는 데 사용되며 스펙트럼 대역폭은 62nm@3dB@90mA입니다. 출력에 통합된 SSC는 칩의 결합 효율을 향상시킵니다(결합 효율은 5dB). 최종 출력 전력은 약 -7dBm이다.

광주파수 분산을 생성하기 위해 사용된 RF 변조 주파수는 2.6GHz, 전력은 24.7dBm, 위상 변조기의 Vpi는 5V이다. 아래 그림은 17개의 광포빅 치아 @10dB 및 SNSR이 30dB 이상인 결과 광포빅 스펙트럼입니다.

이 방식은 5G 마이크로웨이브 전송을 위한 것이며, 다음 그림은 광검출기가 검출한 스펙트럼 성분으로, 10배의 주파수로 26G 신호를 생성할 수 있습니다. 여기에는 명시되어 있지 않습니다.

요약하면, 이 방법으로 생성된 광주파수는 주파수 간격이 안정적이고 위상 잡음이 낮으며 전력이 높고 통합이 용이하지만 몇 가지 문제점도 있습니다. PM에 로드된 RF 신호에는 큰 전력과 상대적으로 큰 전력 소비가 필요하며 주파수 간격은 변조 속도에 의해 최대 50GHz로 제한됩니다. 이는 FR8 시스템에서 더 큰 파장 간격(일반적으로 >10nm)이 필요합니다. 제한된 사용, 전력 평탄도는 여전히 충분하지 않습니다.