Kompakt silikon əsaslı optoelektronikIQ modulyatoruYüksək sürətli uyğun ünsiyyət üçün
Məlumat ötürmə dərəcələri və daha çox enerji səmərəli ötürücülər üçün artan tələb, kompakt yüksək performansın inkişafını idarə etdiOptik modulatorlar. Silikon əsaslı Optoelektronik Texnologiya (SIF), müxtəlif fotonik komponentləri bir çipə inteqrasiya etmək üçün perspektivli bir platformaya çevrildi, kompakt və səmərəli həllər tətbiq edən tək bir çip üzərinə birləşdirilməsi üçün performanslı bir platformaya çevrildi. Bu məqalə, 75 GBURE-ə qədər bir tezlikdə fəaliyyət göstərə bilən Gesi Eams-a əsaslanan bir roman daşıyıcısı olan Silikon IQ modulyatorunu araşdıracaqdır.
Cihazın dizaynı və xüsusiyyətləri
Təklif olunan IQ modulyatoru Şəkil 1 (a) şəklində göstərildiyi kimi, yığcam üç qol quruluşunu qəbul edir. Üç Gesi Eam və Üç Termo Optik Faza Shifterdən ibarət, simmetrik bir konfiqurasiya qəbul etdi. Giriş işığı bir grating bir bağlayıcı (GC) vasitəsilə çipə qoşulur və 1 × 3 multimode interferometr (MMI) vasitəsilə üç yola bərabər bölünür. Modulyator və faza shifterindən keçdikdən sonra işıq başqa bir 1 × 3 mmi ilə təkrarlanır və sonra tək rejimli lif (SSMF) ilə birləşdirilir.
Şəkil 1: a) IQ modulyatorunun mikroskopik təsviri; (b) - (d) eo s21, sökmə nisbəti spektri və bir gesi ekeam ötürmə; (e), IQ modulyatorunun sxematik diaqramı və Faza Shifter-in müvafiq optik mərhələsi; (f) Kompleks təyyarədə daşıyıcıdan yatırılması nümayəndəliyi. Şəkil 1-də göstərildiyi kimi (b), Gesi Eam geniş bir elektro-optik bant genişliyi var. Şəkil 1 (b) 67 GHz optik komponent analizatoru (LCA) istifadə edərək bir Gesi Eam Test Strukturunun S21 parametrini ölçdü. Rəqəmlər 1 (c) və 1 (D) müvafiq olaraq fərqli DC gərginliklərində (er) spektrini və 1555 nanometrin dalğa uzunluğunda ötürülməsi barədə spektrini əks etdirir.
Şəkil 1 (e) -də göstərildiyi kimi, bu dizaynın əsas xüsusiyyəti, optik daşıyıcıları orta qolda inteqrasiya olunmuş faza dəyişdiricisini tənzimləməklə basdırmaq qabiliyyətidir. Üst və alt silahlar arasındakı faz fərqi, mürəkkəb tənzimləmə üçün istifadə olunan π / 2, orta qol arasındakı faz fərq -3 π / 4-dir. Bu konfiqurasiya, Şəkil 1 (F) kompleks təyyarəsində göstərildiyi kimi, daşıyıcıya dağıdıcı müdaxilə etməyə imkan verir.
Eksperimental quraşdırma və nəticələr
Yüksək sürətli eksperimental quraşdırma Şəkil 2 (a) şəklində göstərilir. Bir ixtiyari dalğa forması (Keysight M8194A) siqnal mənbəyi kimi istifadə olunur və iki 60 GHz fazası uyğunlaşdırılmış RF gücləndiriciləri (inteqrasiya olunmuş qərəzli tees) modul sürücüləri kimi istifadə olunur. Gesi Eam-ın qərəzli gərginliyi -2.5 v, və bir faza uyğunlaşdırılmış RF kabeli i ilə Q kanalları arasında Elektrik Fazası uyğunsuzluğunu minimuma endirmək üçün istifadə olunur.
Şəkil 2: (a) Yüksək sürətli eksperimental quraşdırma, (b) 70 GBUUD, (c) səhv dərəcəsi və məlumat dərəcəsi və məlumat dərəcəsi, (d) 70 GBaudda (d) bürc. 100 KHz, dalğa uzunluğunun, dalğa uzunluğundan ibarət olan bir kommersiya xarici boşluq lazer (ECL) istifadə edin, 1555 Nm, optik daşıyıcı kimi 12 dbm gücü və 12 dbm gücü ilə. Modulyasiyadan sonra optik siqnal bir istifadə edərək gücləndirilirerbium-doped lif gücləndiricisi(EDFA) Çipdə birləşən itkiləri və modulyatorun taxma itkisini kompensasiya etmək.
Qəbul sonunda bir optik spektr analizatoru (OSA), Şəkil 2 (b) -də göstərildiyi kimi, Siqnal Spectrum və Daşıyıcını izləyir, 70 GBaud siqnalı üçün. 90 dərəcə optik qarışdırıcıdan və dörddən ibarət olan siqnalları almaq üçün ikiqat qütbləşmədən istifadə edin40 GHz balanslı fotodiodlarvə 33 GHz, 80 GSA / s real vaxt osiloskopu (RTO) (Keysight DSOZ634A) ilə birləşdirilmişdir. 100 KHz-in linadatı olan ikinci ECL mənbəyi yerli bir osilator (LO) kimi istifadə olunur. Tək qütbləşmə şəraiti altında fəaliyyət göstərən ötürücü səbəbindən, analoqdan rəqəmsal dönüşüm (ADC) üçün yalnız iki elektron kanal istifadə olunur. Məlumatlar RTO-da qeyd olunur və offline rəqəmsal siqnal prosessoru (DSP) istifadə edərək işlənir.
Şəkil 2 (c) -də göstərildiyi kimi, IQ modulyatoru 40 GBUUD-dan 75 gbuddan QPSK modulyasiya formatından istifadə edərək sınaqdan keçirildi. Nəticələr, 7% sərt qərarın yanında səhv düzəldilməsi (HD-FEC) şərtləri, nisbət 140 gb / s-ə çata biləcəyini göstərir; 20% Yumşaq qərarın şərti ilə irəli səhv səhv düzəldilməsi (SD-FEC), sürət 150 gb / s-ə çata bilər. 70 GBUUD-da bürc diaqramı Şəkil 2 (d) göstərilir. Nəticə təxminən 66 GBUUD-a bir siqnal bant genişliyinə bərabər olan 33 GHz-in osiloskop bant genişliyi ilə məhdudlaşır.
Şəkil 2-də göstərildiyi kimi (b), üç qol quruluşu 30 dB-dən çox olan boşluq dərəcəsi ilə optik daşıyıcıları effektiv şəkildə dayandıra bilər. Bu quruluş daşıyıcının tam sıxışdırılmasını tələb etmir və qəbuledicilərdə Kramer Kronig (KK) qəbulediciləri kimi siqnalları bərpa etmək üçün daşıyıcı tonları tələb edən alıcılarda da istifadə edilə bilər. Daşıyıcı, istədiyiniz daşıyıcıya (CSR) üçün istədiyiniz daşıyıcıya çatmaq üçün mərkəzi bir qol fazası dəyişdiricisi ilə tənzimlənə bilər.
Üstünlüklər və tətbiqlər
Ənənəvi Mach Zehnder modulatorları ilə müqayisədə (Mzm modulatorları) və digər silikon əsaslı optoelektronik IQ modulatorları, təklif olunan silikon IQ modulyatoru çox üstünlüklərə malikdir. Birincisi, ölçüsü, IQ modulatorlarından 10 qat daha kiçik olan kompaktdırMach Zehnder modulatorları(bağlama yastıqları istisna olmaqla), beləliklə inteqrasiya sıxlığını artırır və çip sahəsini azaldır. İkincisi, yığılmış elektrod dizaynı terminal rezistorlarının istifadəsini tələb etmir, bununla da cihazın kapitallığını və enerjini bir az azaldır. Üçüncüsü, daşıyıcıda yatırma qabiliyyəti, enerji səmərəliliyinin daha da yaxşılaşdırılması, ötürmə gücünün azaldılmasını artırır.
Bundan əlavə, Gesi EYAM-ın optik bant genişliyi çox genişdir (30-dan çox nanometr), mikrodalğalı modulatorların (mrms) rezonansını sabitləşdirmək və sinxronizasiya etmək üçün çox kanallı rəy nəzarət sxemləri və prosessorlara ehtiyacını aradan qaldırır.
Bu kompakt və səmərəli IQ modulyatoru, daha yüksək güc və daha yüksək enerji və daha çox enerjiyə qənaət edən optik ünsiyyət təmin edən məlumat mərkəzlərində növbəti nəsil, yüksək kanal sayı və kiçik ardıcıl keçidlər üçün olduqca uyğundur.
Daşıyıcı dürucu Silikon İq modulyatoru, 20% SD-FEC şərtləri altında 150 GB / s-ə qədər məlumat ötürmə sürəti ilə əla performans sərgiləyir. Gesi Eam-a əsaslanan kompakt 3 qollu quruluş, ayaq izi, enerji səmərəliliyi və dizayn sadəliyi baxımından əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir. Bu modulyator optikeri daşıyıcısını yatırmaq və ya tənzimləmək və ya tənzimləmək qabiliyyətinə malikdir və çox xətt yığcam ardıcıl olaraq çoxsaylı kompakt ardıcıllıqlar üçün ardıcıl aşkarlama və Kramer Kronig (KK) aşkar edilə bilər. Nümayiş olunan nailiyyətlər, məlumat mərkəzlərində və digər sahələrdə yüksək tutumlu məlumat rabitəsi üçün artan tələbat ödəmək üçün yüksək inteqrasiya olunmuş və səmərəli optik ötürücülərin həyata keçirilməsini həyata keçirir.
Time vaxt: Jan-21-2025