Kontra enfòmèl ant Silisyòm ki baze sou optoelectronicIQ ModulatorPou gwo vitès kominikasyon aderan
Demann nan ogmante pou pi wo pousantaj transmisyon done ak plis enèji-efikas resèpteur nan sant done te kondwi devlopman nan kontra enfòmèl ant pèfòmans-womodulateur optik. Silisyòm ki baze sou Optoelectronic Teknoloji (SIPH) te vin yon platfòm prometteur pou entegre divès konpozan fotonik sou yon chip sèl, pèmèt kontra enfòmèl ant ak pri-efikas solisyon yo. Atik sa a pral eksplore yon konpayi asirans roman siprime Silisyòm IQ modulateur ki baze sou GESI EAMS, ki ka opere nan yon frekans ki rive jiska 75 GBAUD.
Konsepsyon aparèy ak karakteristik
Modilatè IQ ki pwopoze a adopte yon estrikti kontra enfòmèl ant twa bra, jan yo montre nan Figi 1 (a). Konpoze nan twa Gesi EAM ak twa thermo shifters faz optik, adopte yon konfigirasyon simetrik. Se limyè a opinyon makonnen nan chip la nan yon koupleur griyaj (GC) ak respire divize an twa chemen nan yon 1 × 3 multimod entèrferomètr (MMI). Apre yo fin pase nan modulateur a ak faz shifted, se limyè a recombined pa yon lòt 1 × 3 MMI ak Lè sa a, makonnen nan yon fib sèl-mòd (SSMF).
Figi 1: (a) imaj mikwoskopik nan modulateur IQ; (b) - (d) EO S21, spectre rapò disparisyon, ak transmisyon nan yon sèl gesi EAM; (e) dyagram schematic de IQ modulateur ak korespondan faz optik nan shifted faz; (f) reprezantasyon repwesyon konpayi asirans lan sou plan konplèks la. Jan yo montre nan Figi 1 (b), Gesi EAM gen yon lajè elektwo-optik Pleasant. Figi 1 (b) mezire paramèt la S21 nan yon sèl estrikti tès GESI EAM lè l sèvi avèk yon 67 GHz analyser eleman optik (LCA). Figi 1 (c) ak 1 (d) respektivman dekri rapò a disparisyon estatik (ER) spèktr nan diferan tension DC ak transmisyon an nan yon longèdonn nan 1555 nanomètr.
Jan yo montre nan Figi 1 (e), karakteristik prensipal la nan konsepsyon sa a se kapasite nan siprime transpòtè optik pa ajiste shifted nan faz entegre nan bra a presegondè. Diferans nan faz ant bra yo anwo ak pi ba se π/2, yo itilize pou akor konplèks, pandan y ap diferans lan faz ant bra a presegondè se -3 π/4. Sa a konfigirasyon pèmèt pou entèferans destriktif nan konpayi asirans lan, jan yo montre nan plan an konplèks nan Figi 1 (f).
Enstalasyon eksperimantal ak rezilta yo
Se konfigirasyon an eksperimantal segondè-vitès yo montre nan Figi 2 (a). Yon dèlko ond abitrè (Keysight M8194a) yo itilize kòm sous siyal la, ak de 60 GHz faz matche RF anplifikatè (ak entegre patipri Tees) yo te itilize kòm chofè modulateur. Vòltaj la patipri nan GESI EAM se -2.5 V, ak yon faz matche RF kab itilize pou misyon pou minimize dezekilib faz elektrik ant chanèl yo mwen ak Q.
Figi 2: (a) gwo vitès eksperimantal konfigirasyon, (b) repwesyon konpayi asirans nan 70 GBAUD, (c) to erè ak pousantaj done, (d) konstelasyon nan 70 GBAUD. Sèvi ak yon lazè komèsyal kavite ekstèn (ECL) ak yon linewidth nan 100 kHz, longèdonn nan 1555 nm, ak pouvwa nan 12 dBm kòm konpayi asirans lan optik. Apre batman, se siyal la optik anplifye lè l sèvi avèk yonErbium-doped fib anplifikatè(EDFA) pou konpanse pou sou-chip pèt kouti ak pèt ensèsyon modulateur.
Nan fen k ap resevwa a, yon optik spectre analyzer (OSA) monitè spectre la siyal ak repwesyon konpayi asirans, jan yo montre nan Figi 2 (b) pou yon siyal 70 GBAUD. Sèvi ak yon reseptè doub polarizasyon aderan yo resevwa siyal, ki konsiste de yon 90 degre optik mixer ak kat40 GHz Balanse Photodiodes, epi li konekte ak yon osiloskop 33 GHz, 80 GSA/s an tan reyèl (RTO) (Keysight DSOZ634A). Dezyèm sous ECL la ak yon linewidth nan 100 kHz yo itilize kòm yon osilator lokal (LO). Akòz transmetè a opere anba yon sèl kondisyon polarizasyon, se sèlman de chanèl elektwonik yo te itilize pou analòg-a-dijital konvèsyon (ADC). Done a anrejistre sou RTO ak trete lè l sèvi avèk yon offline processeur siyal dijital (DSP).
Jan yo montre nan Figi 2 (c), yo te modulateur a IQ teste lè l sèvi avèk QPSK fòma batman soti nan 40 GBAUD 75 GBAUD. Rezilta yo endike ke anba 7% difisil desizyon pou pi devan koreksyon erè (HD-FEC) kondisyon, pousantaj la ka rive jwenn 140 GB/s; Anba kondisyon an nan 20% mou desizyon pou pi devan koreksyon erè (SD-FEC), vitès la ka rive jwenn 150 GB/s. Dyagram nan konstelasyon nan 70 GBAUD yo montre nan Figi 2 (d). Rezilta a limite pa bandwidth nan osiloskop nan 33 GHz, ki se ekivalan a yon Pleasant siyal nan apeprè 66 GBAUD.
Jan yo montre nan Figi 2 (b), twa estrikti nan bra ka efektivman siprime transpòtè optik ak yon to blanking depase 30 dB. Estrikti sa a pa egzije repwesyon konplè nan konpayi asirans lan epi yo ka itilize tou nan récepteurs ki mande pou ton konpayi asirans refè siyal, tankou Kramer Kronig (KK) récepteurs. Ka konpayi asirans lan dwe ajiste nan yon shifted faz bra santral reyalize konpayi asirans lan vle a rapò band (CSR).
Avantaj ak aplikasyon pou
Konpare ak tradisyonèl Mach Zehnder Modulators (MZM Modulators) ak lòt Silisyòm ki baze sou optoelectronic IQ modulateur, pwopoze Silisyòm IQ modulateur a gen plizyè avantaj. Premyerman, li se kontra enfòmèl ant nan gwosè, plis pase 10 fwa pi piti pase modulators IQ ki baze souMach Zehnder Modulators(eksepte kousinen lyezon), konsa ogmante dansite entegrasyon ak diminye zòn chip. Dezyèmman, konsepsyon an electrodes anpile pa mande pou yo sèvi ak rezistans tèminal, kidonk diminye kapasite kapasite ak enèji pou chak ti jan. Anfen, kapasite nan repwesyon konpayi asirans maksimize rediksyon nan pouvwa transmisyon, plis amelyore efikasite enèji.
Anplis de sa, Pleasant optik nan Gesi EAM se trè lajè (plis pase 30 nanomètr), elimine bezwen pou milti-chanèl sikwi kontwòl fidbak ak processeurs estabilize ak senkroniz sonorite a nan modulateur mikwo ond (MRMs), kidonk senplifye konsepsyon an.
Sa a kontra enfòmèl ant ak efikas IQ modulateur se trè apwopriye pou pwochen-jenerasyon, konte kanal segondè, ak ti resèpteur aderan nan sant done, pèmèt pi wo kapasite ak plis enèji-efikas kominikasyon optik.
Konpayi asirans lan siprime Silisyòm IQ modulateur montre pèfòmans ekselan, ak yon pousantaj transmisyon done ki rive jiska 150 GB/s anba 20% kondisyon SD-FEC. Estrikti kontra enfòmèl ant li yo 3-bra ki baze sou GESI EAM gen avantaj enpòtan an tèm de anprint, efikasite enèji, ak konsepsyon senplisite. Sa a modulateur gen kapasite nan siprime oswa ajiste konpayi asirans lan optik epi yo ka entegre ak deteksyon aderan ak Kramer Kronig (KK) rapid deteksyon pou milti liy kontra enfòmèl ant resèpteur aderan. Reyalizasyon yo demontre kondwi realizasyon an nan trè entegre ak efikas resèpteur optik satisfè demann lan ap grandi pou kominikasyon done-wo kapasite nan sant done ak lòt jaden.
Post tan: Jan-21-2025