Silikon fotonik Mach-Zende modulatorunu təqdim edinMZM modulatoru
TheMach-zende modulator 400G/800G silisium fotonik modullarında ötürücü ucunda ən vacib komponentdir. Hal-hazırda, kütləvi istehsal edilmiş silikon fotonik modulların ötürücü ucunda iki növ modulyator var: Bir növ, 4-kanallı / 8-kanallı paralel yanaşma ilə 800Gbps məlumat ötürülməsinə nail olan və əsasən məlumat mərkəzlərində və Gpus-da tətbiq olunan bir kanallı 100Gbps iş rejiminə əsaslanan PAM4 modulyatorudur. Əlbəttə ki, 100Gbps sürətlə kütləvi istehsaldan sonra EML ilə rəqabət aparacaq bir kanallı 200Gbps silikon fotonik Mach-Zeonde modulatoru uzaqda olmamalıdır. İkinci növdürIQ modulatoruuzun məsafəli koherent optik rabitədə tətbiq edilir. İndiki mərhələdə qeyd olunan əlaqəli batma, metropoliten magistral şəbəkəsində minlərlə kilometrdən başlayaraq 80 ilə 120 kilometr arasında dəyişən ZR optik modullarına və hətta gələcəkdə 10 kilometrə qədər dəyişən LR optik modullarına qədər dəyişən optik modulların ötürülmə məsafəsinə aiddir.
Yüksək sürət prinsipisilikon modulyatorlariki hissəyə bölmək olar: optika və elektrik.
Optik hissə: Əsas prinsip Mach-zeund interferometridir. Bir işıq şüası 50-50 şüa ayırıcıdan keçir və modulatorun iki qolunda ötürülməyə davam edən bərabər enerjili iki işıq şüasına çevrilir. Qolların birində faza nəzarəti ilə (yəni bir qolun yayılma sürətini dəyişdirmək üçün silikonun sınma indeksi bir qızdırıcı tərəfindən dəyişdirilir), son şüa birləşməsi hər iki qolun çıxışında həyata keçirilir. Müdaxilə fazasının uzunluğu (hər iki qolun zirvələrinin eyni vaxtda çatdığı yerlərdə) və müdaxilənin ləğvi (faza fərqi 90° və zirvələr çuxurların əksinə olduğu yerlərdə) müdaxilə yolu ilə əldə edilə bilər, bununla da işığın intensivliyi modullaşdırıla bilər (rəqəmsal siqnallarda 1 və 0 kimi başa düşülə bilər). Bu sadə bir anlayışdır və praktiki işdə iş nöqtəsi üçün nəzarət üsuludur. Məsələn, məlumat rabitəsində biz zirvədən 3dB aşağı nöqtədə işləyirik, koherent rabitədə isə heç bir işıq nöqtəsində işləyirik. Bununla belə, çıxış siqnalını idarə etmək üçün istilik və istilik yayılması vasitəsilə faza fərqinə nəzarət etmək üçün bu üsul çox uzun vaxt tələb edir və sadəcə saniyədə 100Gpbs ötürmə tələbimizə cavab verə bilməz. Buna görə də, daha sürətli modulyasiya sürətinə nail olmaq üçün bir yol tapmalıyıq.
Elektrik bölməsi əsasən yüksək tezlikdə sınma indeksini dəyişdirməli olan PN qovşağı bölməsindən və elektrik siqnalının sürətinə və optik siqnala uyğun gələn səyahət dalğa elektrod quruluşundan ibarətdir. Kırılma indeksinin dəyişdirilməsi prinsipi, həmçinin sərbəst daşıyıcı dispersiya effekti kimi tanınan plazma dispersiya effektidir. Bu, fiziki təsirə aiddir ki, yarımkeçirici materialda sərbəst daşıyıcıların konsentrasiyası dəyişdikdə, materialın öz sındırma göstəricisinin həqiqi və xəyali hissələri də müvafiq olaraq dəyişir. Yarımkeçirici materiallarda daşıyıcı konsentrasiyası artdıqda materialın udma əmsalı artır, sındırma əmsalının real hissəsi isə azalır. Eynilə, yarımkeçirici materiallarda daşıyıcılar azaldıqda udma əmsalı azalır, sınma əmsalının real hissəsi isə artır. Belə bir təsirlə, praktik tətbiqlərdə yüksək tezlikli siqnalların modulyasiyasına ötürücü dalğa ötürücüsindəki daşıyıcıların sayını tənzimləməklə nail olmaq olar. Nəhayət, çıxış mövqeyində 0 və 1 siqnalları görünür, yüksək sürətli elektrik siqnallarını işığın intensivliyinin amplitudasına yükləyir. Buna nail olmağın yolu PN qovşağından keçir. Təmiz silisiumun sərbəst daşıyıcıları çox azdır və kəmiyyət dəyişikliyi sınma əmsalının dəyişməsini qarşılamaq üçün kifayət deyil. Buna görə də, refraktiv indeksin dəyişməsinə nail olmaq üçün silisiumu doping etməklə ötürücü dalğa qurğusunda daşıyıcı bazanı artırmaq və bununla da daha yüksək sürət modulyasiyasına nail olmaq lazımdır.
Göndərmə vaxtı: 12 may 2025-ci il