Silikon fotonik Mach-Zehnder modulyatorunu təqdim edinMZM modulyatoru
Mach-Zehnder modulyatoru 400G/800G silikon fotonik modullarında ötürücü ucundakı ən vacib komponentdir. Hal-hazırda, kütləvi istehsal olunan silikon fotonik modulların ötürücü ucunda iki növ modulyator mövcuddur: Bir növü, 4 kanallı / 8 kanallı paralel yanaşma vasitəsilə 800Gbps məlumat ötürülməsinə nail olan və əsasən məlumat mərkəzlərində və GPU-larda tətbiq olunan tək kanallı 100Gbps iş rejiminə əsaslanan PAM4 modulyatorudur. Əlbəttə ki, 100Gbps-də kütləvi istehsaldan sonra EML ilə rəqabət aparacaq tək kanallı 200Gbps silikon fotonik Mach-Zender modulyatoru uzaqda olmamalıdır. İkinci növü isə...IQ modulyatoruuzun məsafəli koherent optik rabitədə tətbiq olunur. Hazırkı mərhələdə qeyd olunan koherent batma, metropoliten onurğa şəbəkəsində minlərlə kilometrdən 80 ilə 120 kilometr arasında dəyişən ZR optik modullarına və hətta gələcəkdə 10 kilometrdən başlayaraq dəyişən LR optik modullarına qədər dəyişən optik modulların ötürmə məsafəsini ifadə edir.
Yüksək sürətli prinsipisilikon modulyatorlarıiki hissəyə bölünə bilər: optika və elektrik.
Optik hissə: Əsas prinsip Max-Zehnder interferometridir. Bir işıq şüası 50-50 şüa bölücüdən keçir və modulyatorun iki qolunda ötürülməyə davam edən bərabər enerjiyə malik iki işıq şüasına çevrilir. Qollardan birində faza nəzarəti ilə (yəni, bir qolun yayılma sürətini dəyişdirmək üçün silikonun sınma indeksi qızdırıcı tərəfindən dəyişdirilir), son şüa kombinasiyası hər iki qolun çıxışında həyata keçirilir. Müdaxilə faza uzunluğu (hər iki qolun zirvələrinin eyni vaxtda çatdığı yer) və müdaxilənin ləğvi (faza fərqi 90° olduğu və zirvələrin çökəkliklərin əksinə olduğu yer) müdaxilə yolu ilə əldə edilə bilər və bununla da işığın intensivliyini modulyasiya edir (rəqəmsal siqnallarda 1 və 0 kimi başa düşülə bilər). Bu, sadə bir anlayışdır və eyni zamanda praktik işdə iş nöqtəsi üçün idarəetmə metodudur. Məsələn, məlumat rabitəsində pikdən 3dB aşağı bir nöqtədə işləyirik və koherent rabitədə heç bir işıq nöqtəsində işləmirik. Lakin, çıxış siqnalını idarə etmək üçün isitmə və istilik yayılması yolu ilə faza fərqini idarə etməyin bu üsulu çox uzun vaxt aparır və sadəcə saniyədə 100 Gpbs ötürmə tələbimizi ödəyə bilmir. Buna görə də, daha sürətli modulyasiya sürətinə nail olmaq üçün bir yol tapmalıyıq.
Elektrik bölməsi əsasən yüksək tezlikdə qırılma indeksini dəyişdirməli olan PN qovşağı bölməsindən və elektrik siqnalının sürəti ilə optik siqnalın sürətinə uyğun gələn hərəkət edən dalğa elektrod strukturundan ibarətdir. Qırılma indeksinin dəyişdirilməsi prinsipi plazma dispersiya effektidir, həmçinin sərbəst daşıyıcı dispersiya effekti kimi də tanınır. Bu, yarımkeçirici materialda sərbəst daşıyıcıların konsentrasiyası dəyişdikdə, materialın öz qırılma indeksinin həqiqi və xəyali hissələrinin də müvafiq olaraq dəyişdiyi fiziki effektə aiddir. Yarımkeçirici materiallarda daşıyıcı konsentrasiyası artdıqda, materialın udma əmsalı artır, qırılma indeksinin həqiqi hissəsi azalır. Eynilə, yarımkeçirici materiallarda daşıyıcılar azaldıqda, udma əmsalı azalır, qırılma indeksinin həqiqi hissəsi isə artır. Belə bir effektlə, praktik tətbiqlərdə, ötürmə dalğaötürənindəki daşıyıcıların sayını tənzimləməklə yüksək tezlikli siqnalların modulyasiyasına nail olmaq olar. Nəticədə, çıxış mövqeyində 0 və 1 siqnalları görünür və yüksək sürətli elektrik siqnallarını işığın intensivliyinin amplitudasına yükləyir. Buna nail olmağın yolu PN qovşağından keçir. Təmiz silikonun sərbəst daşıyıcıları çox azdır və miqdar dəyişikliyi qırılma indeksindəki dəyişikliyi ödəmək üçün kifayət deyil. Buna görə də, qırılma indeksindəki dəyişikliyə nail olmaq üçün silikonla dopinq tətbiq etməklə ötürmə dalğaötürənindəki daşıyıcı bazanı artırmaq və bununla da daha yüksək sürət modulyasiyasına nail olmaq lazımdır.
Yayımlanma vaxtı: 12 may 2025