Optoelectronic ti o da lori silikoni kekereIQ modulatorfun ibaraẹnisọrọ iyara giga
Ìbéèrè tó ń pọ̀ sí i fún àwọn ìwọ̀n ìgbésẹ̀ data tó ga jùlọ àti àwọn transceivers tó ń lo agbára púpọ̀ sí i ní àwọn ilé ìtọ́jú data ti mú kí ìdàgbàsókè iṣẹ́ gíga tó pọ̀ sí iawọn modulators opitika. Ìmọ̀ ẹ̀rọ optoelectronic tí a fi silicon ṣe (SiPh) ti di pẹpẹ tí ó ní ìrètí fún sísopọ̀ onírúurú àwọn èròjà photonic pọ̀ mọ́ ìṣẹ́po kan ṣoṣo, èyí tí ó ń jẹ́ kí àwọn ojútùú kékeré àti owó pọ́ọ́kú ṣeé lò. Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣe àwárí ohun èlò tuntun tí a fi silicon IQ tí a ti tẹ̀ mọ́lẹ̀ tí ó dá lórí GeSi EAMs, èyí tí ó lè ṣiṣẹ́ ní ìgbóná tó tó 75 Gbaud.
Apẹrẹ ati awọn ẹya ara ẹrọ ti ẹrọ naa
Modulator IQ ti a dabaa gba eto apa mẹta ti o kere ju, gẹgẹ bi a ti fihan ni Aworan 1 (a). Ti a ṣe pẹlu awọn GeSi EAM mẹta ati awọn iyipada ipele thermo optical mẹta, ti o gba iṣeto ti o ni ibamu. A so ina titẹ sii sinu chip nipasẹ asopọpọ grating (GC) ati pin si ọna mẹta ni deede nipasẹ interferometer multimode 1×3 (MMI). Lẹhin ti o kọja nipasẹ modulator ati phase shifter, a tun ṣe idapo ina pẹlu 1×3 MMI miiran lẹhinna a so mọ okun mode kan (SSMF).
Àwòrán 1: (a) Àwòrán oníhòhò ti modulator IQ; (b) – (d) EO S21, ìpele ìpíndọ́gba ìparun, àti ìfọ́síta ti EAM GeSi kan ṣoṣo; (e) Àwòrán oníṣẹ́ẹ́ ti modulator IQ àti ìpele ìfọ́síta optical tí ó báramu ti phase shifter; (f) Ìfihàn ìdènà ohun èlò lórí ìpele oníṣẹ́ẹ́. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 1 (b), GeSi EAM ní ìpele oníwọ̀n electro-optic tí ó gbòòrò. Àwòrán 1 (b) wọ́n pàrámítà S21 ti ìṣètò ìdánwò GeSi EAM kan ṣoṣo nípa lílo olùṣàyẹ̀wò ìpíndọ́gba optical 67 GHz (LCA). Àwòrán 1 (c) àti 1 (d) ṣe àfihàn spectra static examination ratio (ER) ní onírúurú voltages DC àti ìfọ́síta ní ìgbì omi 1555 nanometers.
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 1 (e), ohun pàtàkì nínú àwòrán yìí ni agbára láti dín àwọn ohun èlò ìrísí ojú kù nípa ṣíṣe àtúnṣe ìyípadà ìpele tí a so pọ̀ mọ́ apá àárín. Ìyàtọ̀ ìpele láàárín apá òkè àti ìsàlẹ̀ ni π/2, tí a lò fún ṣíṣe àtúnṣe ìpele, nígbà tí ìyàtọ̀ ìpele láàárín apá àárín jẹ́ -3 π/4. Ìṣètò yìí gba ìdènà apanirun sí ohun èlò ìrísí, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú ìpele ìpele ìpele ti Àwòrán 1 (f).
Eto idanwo ati awọn abajade
A fi ètò ìdánwò iyara gíga hàn nínú Àwòrán 2 (a). A lo ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ waveform aláìdánimọ̀ (Keysight M8194A) gẹ́gẹ́ bí orísun àmì, a sì lo àwọn amplifiers RF méjì tí wọ́n bá ara wọn mu ní ìpele 60 GHz (pẹ̀lú àwọn tees onípele tí a ti ṣepọ) gẹ́gẹ́ bí àwọn awakọ̀ modulator. Fóltéèjì onípele ti GeSi EAM jẹ́ -2.5 V, a sì lo okùn RF tí ó bá ara wọn mu ní ìpele láti dín àìbáramu ìpele iná mànàmáná láàárín àwọn ikanni I àti Q kù.
Àwòrán 2: (a) Ìṣètò ìwádìí iyàrá gíga, (b) Ìdènà olùgbé ní 70 Gbaud, (c) Ìwọ̀n àṣìṣe àti ìwọ̀n dátà, (d) Ìṣàn-ìràwọ̀ ní 70 Gbaud. Lo lésà ihò ìta ti ìṣòwò (ECL) pẹ̀lú ìlà ìlà ti 100 kHz, ìgbì omi ti 1555 nm, àti agbára ti 12 dBm gẹ́gẹ́ bí olùgbé opitika. Lẹ́yìn ìyípadà, a mú àmì opitika náà pọ̀ sí i nípa líloamplifier okùn tí a fi erbium ṣe(EDFA) láti san owó fún àwọn àdánù ìsopọ̀ lórí ërún àti àwọn àdánù ìfisí modulator.
Ní ìparí gbígbà, Optical Spectrum Analyzer (OSA) ń ṣe àkíyèsí ìpele àmì àti ìdènà tí ń gbé nǹkan, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 2 (b) fún àmì Gbaud 70. Lo olùgbàlejò onípele méjì láti gba àwọn àmì, èyí tí ó ní àdàpọ̀ optical degree 90 àti mẹ́rinÀwọn fọ́tòdáìdì tí ó wà ní ìwọ̀n 40 GHz, ó sì so mọ́ oscilloscope akoko gidi 33 GHz, 80 GSa/s (RTO) (Keysight DSOZ634A). Orísun ECL keji pẹlu iwọn ila ti 100 kHz ni a lo gẹgẹbi oscillator agbegbe (LO). Nitori pe transmitter ti n ṣiṣẹ labẹ awọn ipo polarization kan, awọn ikanni itanna meji nikan ni a lo fun iyipada analog-si-digital (ADC). A gba data naa silẹ lori RTO ati ṣiṣe nipasẹ lilo ero isise ifihan agbara oni-nọmba offline (DSP).
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 2 (c), a dán ìṣàtúnṣe IQ náà wò nípa lílo ìrísí ìṣàtúnṣe QPSK láti 40 Gbaud sí 75 Gbaud. Àwọn àbájáde náà fihàn pé lábẹ́ àwọn ipò ìṣàtúnṣe àṣìṣe líle 7% (HD-FEC), ìwọ̀n náà lè dé 140 Gb/s; Lábẹ́ ipò ìṣàtúnṣe àṣìṣe soft decision forward 20% (SD-FEC), ìyára náà lè dé 150 Gb/s. Àwòrán ìṣọ̀kan ní 70 Gbaud ni a fihàn ní Àwòrán 2 (d). Àbájáde náà ní ìwọ̀n ìlọ́po oscilloscope ti 33 GHz, èyí tí ó dọ́gba pẹ̀lú ìwọ̀n ìlọ́po ifihan agbara tí ó tó 66 Gbaud.
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 2 (b), ìṣètò apá mẹ́ta náà lè mú àwọn ohun èlò ìrísí ojú tí ó lágbára kúrò pẹ̀lú ìwọ̀n ìfọ́ tí ó ju 30 dB lọ. Ìṣètò yìí kò nílò ìdènà pátápátá ti ohun èlò ìrísí, a sì tún lè lò ó nínú àwọn ohun èlò ìrísí tí ó nílò àwọn ohun èlò ìrísí láti gba àwọn àmì padà, gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìrísí Kramer Kronig (KK). A lè ṣe àtúnṣe ohun èlò ìrísí apá àárín láti ṣe àṣeyọrí ìpíndọ́gba ohun èlò ìrísí sí ẹ̀gbẹ́ (CSR).
Àwọn Àǹfààní àti Àwọn Ohun Èlò
Ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ohun èlò ìṣàtúnṣe Mach Zehnder ìbílẹ̀ (Àwọn olùmúdàgbà MZM) àti àwọn ohun èlò míràn tí a fi silicon ṣe, ohun èlò míràn tí a dámọ̀ràn láti fi silicon ṣe ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àǹfààní. Àkọ́kọ́, ó kéré ní ìwọ̀n, ó kéré ju ìgbà mẹ́wàá lọ ju àwọn ohun èlò míràn IQ tí a dá lóríÀwọn olùmúdọ́gba Mach Zehnder(láìsí àwọn ìdèpọ̀), nípa bẹ́ẹ̀, ó ń mú kí ìwọ̀n ìṣọ̀kan pọ̀ sí i, ó sì ń dín agbègbè ìṣẹ́pọ̀ kù. Èkejì, apẹ̀rẹ̀ elekitirodu tí a kó jọ kò nílò lílo àwọn resistor terminal, èyí tí ó ń dín agbára ẹ̀rọ àti agbára kù fún bit kan. Ẹ̀kẹta, agbára ìdènà agbérù ń mú kí ìdínkù agbára ìgbérù pọ̀ sí i, èyí sì ń mú kí agbára ṣiṣẹ́ dáadáa sí i.
Ní àfikún, ìpele ìfọ́mọ́ra ti GeSi EAM gbooro gan-an (ju 30 nanometers lọ), èyí tí ó mú kí àìní fún àwọn àyíká ìṣàkóso àbájáde oní-ẹ̀rọ-pupọ àti àwọn olùṣiṣẹ́ láti mú kí ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àwọn ohun èlò oní-máìkrówéfù (MRMs) dúró ṣinṣin àti láti mú kí ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àwọn ohun èlò oní-máìkrówéfù (MRMs) ṣọ̀kan, èyí sì mú kí ìrísí rẹ̀ rọrùn.
Modulator IQ tó rọrùn àti tó sì gbéṣẹ́ yìí dára gan-an fún ìran tó ń bọ̀, iye ikanni tó ga, àti àwọn transceivers kékeré tó ní ìṣọ̀kan ní àwọn ibi ìpamọ́ data, èyí tó ń mú kí agbára tó ga àti ìbánisọ̀rọ̀ tó gbéṣẹ́ pẹ̀lú agbára pọ̀ sí i.
Modulator silicon IQ ti o ni agbara ti o ni agbara ti o ni agbara ti o ni agbara ti o ni agbara ti o ga julọ fihan iṣẹ ti o dara julọ, pẹlu oṣuwọn gbigbe data ti o to 150 Gb/s labẹ awọn ipo SD-FEC 20%. Eto apa mẹta ti o kere ti o da lori GeSi EAM ni awọn anfani pataki ni awọn ofin ti ẹsẹ, ṣiṣe agbara, ati irọrun apẹrẹ. Modulator yii ni agbara lati dinku tabi ṣatunṣe olutaja opitika ati pe o le ṣe idapo pẹlu wiwa ti o ni agbara ati awọn eto wiwa Kramer Kronig (KK) fun awọn transceivers ti o ni ila pupọ. Awọn aṣeyọri ti a fihan ṣe iranlọwọ fun imuse awọn transceivers opitika ti o ni agbara ti o ga julọ ati ti o munadoko lati pade ibeere ti n dagba fun ibaraẹnisọrọ data agbara giga ni awọn ile-iṣẹ data ati awọn aaye miiran.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Jan-21-2025