Kontra enfòmèl ant Silisyòm ki baze sou optoelektwonikIQ modulatorpou gwo vitès kominikasyon aderan
Demann ogmante pou pi wo pousantaj transmisyon done ak transceivers ki pi efikas nan sant done yo te kondwi devlopman kontra enfòmèl ant pèfòmans segondè.modulateur optik. Teknoloji optoelektwonik ki baze sou Silisyòm (SiPh) te vin tounen yon platfòm pwomèt pou entegre divès konpozan fotonik sou yon sèl chip, sa ki pèmèt solisyon kontra enfòmèl ant ak pri-efikas. Atik sa a pral eksplore yon modilateur IQ Silisyòm ki siprime konpayi asirans ki baze sou GeSi EAMs, ki ka opere nan yon frekans ki rive jiska 75 Gbaud.
Konsepsyon aparèy ak karakteristik yo
Modilatè IQ pwopoze a adopte yon estrikti kontra twa bra, jan yo montre nan Figi 1 (a). Konpoze de twa GeSi EAM ak twa tèrmo optik faz shifter, adopte yon konfigirasyon simetrik. Limyè a antre makonnen nan chip la atravè yon kouple griyaj (GC) ak respire divize an twa chemen atravè yon entèferomètr 1 × 3 multimode (MMI). Apre yo fin pase nan modilatè a ak chanjman faz, limyè a kokonbine pa yon lòt 1 × 3 MMI ak Lè sa a, makonnen ak yon fib sèl-mòd (SSMF).
Figi 1: (a) Imaj mikwoskopik modulatè IQ; (b) – (d) EO S21, spectre rapò disparisyon, ak transmisyon yon sèl GeSi EAM; (e) Dyagram chematik modulatè IQ ak faz optik ki koresponn nan faz shifter; (f) Reprezantasyon sipresyon transpòtè sou plan konplèks la. Jan yo montre nan Figi 1 (b), GeSi EAM gen yon lajè Pleasant elektwo-optik. Figi 1 (b) mezire paramèt S21 nan yon sèl estrikti tès GeSi EAM lè l sèvi avèk yon analizè 67 GHz eleman optik (LCA). Figi 1 (c) ak 1 (d) respektivman dekri spectre rapò disparisyon estatik (ER) nan diferan vòltaj DC ak transmisyon nan yon longèdonn 1555 nanomèt.
Jan yo montre nan Figi 1 (e), karakteristik prensipal la nan konsepsyon sa a se kapasite nan siprime transpòtè optik pa ajiste chanjman faz entegre nan bra mitan an. Diferans faz ant bra anwo ak pi ba yo se π/2, yo itilize pou akor konplèks, pandan y ap diferans faz ant bra mitan an se -3 π/4. Konfigirasyon sa a pèmèt pou entèferans destriktif nan konpayi asirans lan, jan yo montre nan plan an konplèks nan Figi 1 (f).
Konfigirasyon eksperimantal ak rezilta yo
Yo montre konfigirasyon eksperimantal gwo vitès nan Figi 2 (a). Yon dèlko fòm ond abitrè (Keysight M8194A) yo itilize kòm sous siyal la, epi de anplifikatè RF 60 GHz matche ak faz (ak tees patipri entegre) yo itilize kòm chofè modulatè. Vòltaj patipri GeSi EAM se -2.5 V, epi yo itilize yon kab RF matche ak faz pou minimize dezakò faz elektrik ant chanèl I ak Q.
Figi 2: (a) Gwo vitès eksperimantal konfigirasyon, (b) Suppression konpayi asirans nan 70 Gbaud, (c) pousantaj erè ak pousantaj done, (d) Konstelasyon nan 70 Gbaud. Sèvi ak yon lazè kavite ekstèn komèsyal (ECL) ak yon lajè liy 100 kHz, longèdonn 1555 nm, ak pouvwa 12 dBm kòm konpayi asirans optik la. Apre modulation, siyal optik la anplifye lè l sèvi avèk yonanplifikatè fib èrbyòm-dope(EDFA) pou konpanse pou pèt kouple sou-chip ak pèt ensèsyon modulatè.
Nan fen k ap resevwa, yon Optical Spectrum Analyzer (OSA) kontwole spectre siyal la ak repwesyon konpayi asirans lan, jan yo montre nan Figi 2 (b) pou yon siyal 70 Gbaud. Sèvi ak yon reseptè aderan polarizasyon doub pou resevwa siyal, ki gen ladann yon mixer optik 90 degre ak kat.40 GHz ekilibre fotodiod, epi li konekte ak yon osiloskop an tan reyèl 33 GHz, 80 GSa/s (RTO) (Keysight DSOZ634A). Dezyèm sous ECL la ak yon lajè liy 100 kHz itilize kòm yon osilateur lokal (LO). Akòz transmetè a opere nan kondisyon polarizasyon sèl, sèlman de chanèl elektwonik yo itilize pou konvèsyon analòg-a-dijital (ADC). Done yo anrejistre sou RTO ak trete lè l sèvi avèk yon processeur siyal dijital offline (DSP).
Jan yo montre nan Figi 2 (c), yo te teste modulatè IQ la lè l sèvi avèk fòma modulasyon QPSK soti nan 40 Gbaud a 75 Gbaud. Rezilta yo endike ke anba 7% difisil desizyon pi devan koreksyon erè (HD-FEC) kondisyon, pousantaj la ka rive nan 140 Gb / s; Anba kondisyon an nan 20% desizyon mou pou pi devan koreksyon erè (SD-FEC), vitès la ka rive nan 150 Gb / s. Dyagram konstelasyon nan 70 Gbaud yo montre nan Figi 2 (d). Rezilta a limite pa bandwidth osiloskop la nan 33 GHz, ki ekivalan a yon Pleasant siyal apeprè 66 Gbaud.
Jan yo montre nan Figi 2 (b), estrikti twa bra ka efektivman siprime transpòtè optik ak yon pousantaj vid ki depase 30 dB. Estrikti sa a pa mande pou represyon konplè konpayi asirans lan epi yo ka itilize tou nan reseptè ki mande pou ton konpayi asirans pou refè siyal yo, tankou reseptè Kramer Kronig (KK). Konpayi asirans lan ka ajiste atravè yon shifter faz bra santral pou reyalize transportè a vle ak rapò sideband (CSR).
Avantaj ak Aplikasyon
Konpare ak modilatè tradisyonèl Mach Zehnder (MZM modulateur) ak lòt Silisyòm ki baze sou optoelectronic IQ modulators, pwopoze Silisyòm IQ modulator la gen plizyè avantaj. Pwemyeman, li se kontra enfòmèl ant nan gwosè, plis pase 10 fwa pi piti pase modulateur IQ ki baze souMach Zehnder modulators(eksepte kousinen lyezon), konsa ogmante dansite entegrasyon ak diminye zòn chip. Dezyèmman, konsepsyon elektwòd anpile pa mande pou itilize rezistans tèminal, kidonk diminye kapasite aparèy ak enèji pou chak ti jan. Twazyèmman, kapasite nan sipresyon konpayi asirans maksimize rediksyon nan pouvwa transmisyon, plis amelyore efikasite enèji.
Anplis de sa, Pleasant optik GeSi EAM trè lajè (plis pase 30 nanomèt), elimine nesesite pou sikwi kontwòl fidbak milti-chanèl ak processeurs pou estabilize ak senkronize sonorite modulatè mikwo ond (MRMs), kidonk senplifye konsepsyon an.
Modulatè IQ kontra enfòmèl ant ak efikas sa a trè apwopriye pou pwochen jenerasyon, gwo kantite chanèl, ak ti transceiver aderan nan sant done, sa ki pèmèt pi gwo kapasite ak plis enèji-efikas kominikasyon optik.
Silisyòm IQ modulator la siprime yon konpayi asirans pèfòmans ekselan, ak yon pousantaj transmisyon done ki rive jiska 150 Gb / s anba 20% kondisyon SD-FEC. Estrikti kontra enfòmèl ant 3-bra li yo ki baze sou GeSi EAM gen avantaj enpòtan an tèm de anprint, efikasite enèji, ak senplisite konsepsyon. Modilatè sa a gen kapasite pou siprime oswa ajiste konpayi asirans optik la epi li ka entegre ak deteksyon aderan ak plan deteksyon Kramer Kronig (KK) pou transceiver aderan milti liy kontra enfòmèl ant. Reyalizasyon demontre yo kondwi reyalizasyon transceivers optik trè entegre ak efikas pou satisfè demann k ap grandi pou kominikasyon done gwo kapasite nan sant done ak lòt domèn.
Tan poste: Jan-21-2025