Optoelectronic ti o da lori ohun alumọni iwapọIQ alayipadafun ibaraẹnisọrọ isomọ iyara to gaju
Ibeere ti o pọ si fun awọn oṣuwọn gbigbe data ti o ga julọ ati awọn transceivers agbara-daradara diẹ sii ni awọn ile-iṣẹ data ti ṣe idagbasoke idagbasoke iṣẹ-giga iwapọopitika modulators. Ohun alumọni orisun optoelectronic ọna ẹrọ (SiPh) ti di kan ni ileri Syeed fun a ṣepọ orisirisi photonic irinše pẹlẹpẹlẹ kan nikan ni ërún, muu iwapọ ati iye owo-doko solusan. Nkan yii yoo ṣawari olupilẹṣẹ aramada ti tẹmọlẹ ohun alumọni IQ modulator ti o da lori GeSi EAMs, eyiti o le ṣiṣẹ ni igbohunsafẹfẹ ti o to 75 Gbaud.
Apẹrẹ ẹrọ ati awọn abuda
Modulator IQ ti a dabaa gba ọna iwapọ apa mẹta, bi o ṣe han ni Nọmba 1 (a). Ti o ni GeSi EAM mẹta ati awọn iyipada alakoso opiti iwọn otutu mẹta, gbigba iṣeto ni asymmetrical. Ina input ti wa ni pelu sinu ërún nipasẹ a grating coupler (GC) ati boṣeyẹ pin si meta ototo nipasẹ kan 1×3 multimode interferometer (MMI). Lẹhin ti o ti kọja nipasẹ modulator ati alakoso alakoso, ina naa jẹ atunṣe nipasẹ 1 × 3 MMI miiran ati lẹhinna pọ si okun-ipo kan (SSMF).
Nọmba 1: (a) Aworan airi ti modulator IQ; (b) - (d) EO S21, ipanilara ipin ipin, ati gbigbe ti GeSi EAM kan ṣoṣo; (e) Aworan atọka ti IQ modulator ati ipele opiti ti o baamu ti iyipada alakoso; (f) Ti ngbe bomole oniduro lori eka ofurufu. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 1 (b), GeSi EAM ni bandiwidi elekitiro-opiti jakejado. Nọmba 1 (b) ṣe iwọn paramita S21 ti eto idanwo GeSi EAM kan ni lilo olutupa paati opiti 67 GHz (LCA). Awọn eeya 1 (c) ati 1 (d) ni atele ṣe afihan ipin iparun aimi (ER) ni oriṣiriṣi awọn foliteji DC ati gbigbe ni igbi ti 1555 nanometers.
Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 1 (e), ẹya akọkọ ti apẹrẹ yii ni agbara lati dinku awọn gbigbe opiti nipasẹ ṣiṣatunṣe iyipada alakoso iṣọpọ ni apa aarin. Iyatọ alakoso laarin awọn apa oke ati isalẹ jẹ π/2, ti a lo fun atunṣe eka, lakoko ti iyatọ alakoso laarin apa arin jẹ -3 π/4. Yi iṣeto ni faye gba fun iparun kikọlu si awọn ti ngbe, bi o han ni eka ofurufu ti Figure 1 (f).
Esiperimenta setup ati awọn esi
Iṣeto esiperimenta iyara-giga han ni Aworan 2 (a). Olupilẹṣẹ igbi lainidii kan (Kysight M8194A) ni a lo bi orisun ifihan, ati pe ipele meji 60 GHz ibaamu awọn ampilifaya RF (pẹlu awọn tees aiṣedeede ti a ṣepọ) ni a lo bi awakọ modulator. Foliteji abosi ti GeSi EAM jẹ -2.5 V, ati pe okun RF kan ti o baamu ipele kan ni a lo lati dinku aiṣedeede alakoso itanna laarin awọn ikanni I ati Q.
Ṣe nọmba 2: (a) Iṣeto adanwo iyara to gaju, (b) Tiipa ti ngbe ni 70 Gbaud, (c) Iwọn aṣiṣe ati oṣuwọn data, (d) Constellation ni 70 Gbaud. Lo lesa iho ita ti iṣowo (ECL) pẹlu laini ila ti 100 kHz, gigun ti 1555 nm, ati agbara ti 12 dBm gẹgẹbi olutaja opitika. Lẹhin awose, ifihan agbara opitika ti pọ si nipa lilo ẹyaerbium-doped okun ampilifaya(EDFA) lati sanpada fun awọn adanu idapọ lori-chip ati awọn adanu ifibọ modulator.
Ni ipari gbigba, Oluyanju Spectrum Optical (OSA) n ṣe abojuto iwoye ifihan agbara ati idinku ti ngbe, bi o ṣe han ni Nọmba 2 (b) fun ifihan 70 Gbaud. Lo olugba isomọ polarization meji lati gba awọn ifihan agbara, eyiti o ni alapọpọ opiti iwọn 90 ati mẹrin.40 GHz photodiodes iwontunwonsi, ati pe o ni asopọ si 33 GHz, 80 GSa/s oscilloscope gidi-akoko (RTO) (Kysight DSOZ634A). Orisun ECL keji pẹlu ila ila ti 100 kHz ni a lo bi oscillator agbegbe (LO). Nitori atagba ti n ṣiṣẹ labẹ awọn ipo polarization ẹyọkan, awọn ikanni itanna meji nikan ni a lo fun iyipada afọwọṣe-si-nọmba oni-nọmba (ADC). Awọn data ti wa ni gba silẹ lori RTO ati ni ilọsiwaju lilo ohun offline oni ifihan agbara isise (DSP).
Gẹgẹbi a ṣe han ni olusin 2 (c), a ṣe idanwo modulator IQ nipa lilo ọna kika modulation QPSK lati 40 Gbaud si 75 Gbaud. Awọn abajade fihan pe labẹ 7% ipinnu lile ni atunṣe aṣiṣe aṣiṣe siwaju (HD-FEC), oṣuwọn le de ọdọ 140 Gb / s; Labẹ ipo 20% rirọ ipinnu aṣiṣe aṣiṣe siwaju (SD-FEC), iyara le de ọdọ 150 Gb / s. Àwòrán ìràwọ̀ tí ó wà ní 70 Gbaud ni a fi hàn ní àwòrán 2 (d). Abajade jẹ opin nipasẹ bandiwidi oscilloscope ti 33 GHz, eyiti o jẹ deede bandiwidi ifihan agbara ti isunmọ 66 Gbaud.
Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 2 (b), ọna apa mẹta le ṣe imunadoko awọn gbigbe opiti pẹlu oṣuwọn ofo kan ti o kọja 30 dB. Eto yii ko nilo idinku pipe ti awọn ti ngbe ati pe o tun le ṣee lo ninu awọn olugba ti o nilo awọn ohun orin gbigbe lati gba awọn ifihan agbara pada, gẹgẹbi awọn olugba Kramer Kronig (KK). Ti ngbe le ṣe atunṣe nipasẹ apa aarin apa aarin lati ṣaṣeyọri agbẹru ti o fẹ si ipin ẹgbẹ ẹgbẹ (CSR).
Awọn anfani ati Awọn ohun elo
Akawe pẹlu ibile Mach Zehnder modulators (MZM modulators) ati awọn modulators optoelectronic IQ ti o da lori silikoni miiran, modulator silikoni IQ ti a dabaa ni awọn anfani pupọ. Ni akọkọ, o jẹ iwapọ ni iwọn, diẹ sii ju awọn akoko 10 kere ju awọn modulators IQ ti o da loriMach Zehnder modulators(laisi awọn paadi imora), nitorinaa iwuwo isọpọ pọ si ati idinku agbegbe ërún. Ni ẹẹkeji, apẹrẹ elekiturodu tolera ko nilo lilo awọn resistors ebute, nitorinaa idinku agbara ẹrọ ati agbara fun bit. Ni ẹkẹta, agbara ipalọlọ ti ngbe jẹ ki idinku agbara gbigbe pọ si, ni ilọsiwaju imudara agbara.
Ni afikun, bandiwidi opitika ti GeSi EAM jẹ fife pupọ (ju awọn nanometers 30 lọ), imukuro iwulo fun awọn iyika iṣakoso esi ikanni pupọ ati awọn ilana lati ṣe imuṣiṣẹpọ ati muuṣiṣẹpọ resonance ti awọn modulators makirowefu (MRMs), nitorinaa ṣe irọrun apẹrẹ naa.
IQ modulator iwapọ ati lilo daradara jẹ o dara julọ fun iran ti nbọ, kika ikanni giga, ati awọn transceivers kekere ti o ni ibamu ni awọn ile-iṣẹ data, ṣiṣe agbara ti o ga julọ ati ibaraẹnisọrọ opiti agbara-daradara diẹ sii.
Olupese ohun alumọni IQ modulator ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe to dara julọ, pẹlu iwọn gbigbe data ti o to 150 Gb/s labẹ awọn ipo 20% SD-FEC. Iwapọ 3-apa ọna ti o da lori GeSi EAM ni awọn anfani pataki ni awọn ofin ti ifẹsẹtẹ, ṣiṣe agbara, ati ayedero apẹrẹ. Modulator yii ni agbara lati dinku tabi ṣatunṣe awọn ti ngbe opiti ati pe o le ṣepọ pẹlu wiwa iṣọkan ati awọn ero wiwa Kramer Kronig (KK) fun awọn transceivers isọpọ laini pupọ. Awọn aṣeyọri ti a fihan n ṣe imudani ti iṣọpọ pupọ ati awọn transceivers opiti daradara lati pade ibeere ti ndagba fun ibaraẹnisọrọ data agbara-giga ni awọn ile-iṣẹ data ati awọn aaye miiran.
Akoko ifiweranṣẹ: Jan-21-2025