Un schéma d'amincissement de fréquence optique basé sur le modulateur MZM

Un schéma d'amincissement de fréquence optique basé surModulateur MZM

La dispersion de fréquence optique peut être utilisée comme un lidarsource de lumièreIl peut émettre et balayer simultanément dans différentes directions. Il peut également être utilisé comme source lumineuse multi-longueurs d'onde en FR4 800G, éliminant ainsi la structure MUX. Généralement, les sources lumineuses multi-longueurs d'onde sont soit de faible puissance, soit mal conditionnées, ce qui pose de nombreux problèmes. Le schéma présenté aujourd'hui présente de nombreux avantages et peut être consulté à titre indicatif. Son schéma de structure est le suivant : la source haute puissanceLaser DFBLa source lumineuse est une lumière continue dans le domaine temporel et à longueur d'onde unique en fréquence. Après avoir traversé unmodulateurAvec une fréquence de modulation fRF donnée, une bande latérale sera générée, et l'intervalle de bande latérale correspond à la fréquence modulée fRF. Le modulateur utilise un modulateur LNOI de 8,2 mm de longueur, comme illustré à la figure b. Après une longue section de haute puissancemodulateur de phaseLa fréquence de modulation est également fRF, et sa phase doit correspondre à la crête ou au creux du signal RF et de l'impulsion lumineuse, ce qui produit un chirp important et donc davantage de dents optiques. La polarisation continue et la profondeur de modulation du modulateur peuvent affecter la planéité de la dispersion de fréquence optique.

Mathématiquement, le signal après que le champ lumineux est modulé par le modulateur est :
On observe que le champ optique de sortie est une dispersion de fréquence optique avec un intervalle de fréquence de wrf, et que l'intensité de la dent de dispersion de fréquence optique est liée à la puissance optique DFB. En simulant l'intensité lumineuse traversant le modulateur MZM,modulateur de phase PM, puis FFT, le spectre de dispersion de fréquence optique est obtenu. La figure suivante illustre la relation directe entre la planéité de la fréquence optique, la polarisation continue du modulateur et la profondeur de modulation, d'après cette simulation.

La figure suivante montre le diagramme spectral simulé avec une polarisation DC MZM de 0,6π et une profondeur de modulation de 0,4π, ce qui montre que sa planéité est < 5 dB.

Voici le schéma du boîtier du modulateur MZM : le LN a une épaisseur de 500 nm, la profondeur de gravure est de 260 nm et la largeur du guide d'ondes est de 1,5 µm. L'épaisseur de l'électrode en or est de 1,2 µm. L'épaisseur de la gaine supérieure en SIO2 est de 2 µm.

Voici le spectre de l'OFC testé, avec 13 dents optiquement clairsemées et une planéité inférieure à 2,4 dB. La fréquence de modulation est de 5 GHz, et la charge de puissance RF en MZM et PM est respectivement de 11,24 dBm et 24,96 dBm. Le nombre de dents d'excitation par dispersion de fréquence optique peut être augmenté en augmentant la puissance PM-RF, et l'intervalle de dispersion de fréquence optique peut être augmenté en augmentant la fréquence de modulation.
Ce qui précède est basé sur le schéma LNOI, et ce qui suit sur le schéma IIIV. Le schéma structurel est le suivant : la puce intègre un laser DBR, un modulateur MZM, un modulateur de phase PM, un SOA et un SSC. Une seule puce permet d'obtenir un amincissement de fréquence optique hautes performances.

Le SMSR du laser DBR est de 35 dB, la largeur de ligne est de 38 MHz et la plage de réglage est de 9 nm.

Le modulateur MZM permet de générer une bande latérale de 1 mm de long et une bande passante de seulement 7 GHz à 3 dB. Il est principalement limité par la désadaptation d'impédance et la perte optique pouvant atteindre 20 dB à -8 B.

La longueur du SOA est de 500 µm, ce qui permet de compenser la perte de différence optique de modulation. La bande passante spectrale est de 62 nm à 3 dB à 90 mA. Le SSC intégré en sortie améliore l'efficacité de couplage de la puce (5 dB). La puissance de sortie finale est d'environ −7 dBm.

Afin de produire une dispersion de fréquence optique, la fréquence de modulation RF utilisée est de 2,6 GHz, la puissance de 24,7 dBm et le Vpi du modulateur de phase est de 5 V. La figure ci-dessous présente le spectre photophobe obtenu avec 17 dents photophobes à 10 dB et un rapport signal/bruit supérieur à 30 dB.

Le schéma est destiné à la transmission micro-ondes 5G, et la figure suivante représente la composante spectrale détectée par le détecteur de lumière, capable de générer des signaux 26G à une fréquence dix fois supérieure. Ceci n'est pas précisé ici.

En résumé, la fréquence optique générée par cette méthode présente un intervalle de fréquence stable, un faible bruit de phase, une puissance élevée et une intégration aisée. Cependant, elle présente également plusieurs inconvénients. Le signal RF chargé sur le PM nécessite une puissance importante, une consommation relativement importante, et l'intervalle de fréquence est limité par la fréquence de modulation, jusqu'à 50 GHz, ce qui nécessite un intervalle de longueur d'onde plus large (généralement > 10 nm) dans le système FR8. L'utilisation étant limitée, la planéité de la puissance reste insuffisante.