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

Un schéma d'amincissement de la fréquence optique basé surModulateur MZM

La dispersion de fréquence optique peut être utilisée comme LiDARsource de lumièrepour émettre et scanner simultanément dans différentes directions, et il peut également être utilisé comme source de lumière multi-longueurs d'onde de 800G FR4, éliminant la structure MUX. Habituellement, la source lumineuse à plusieurs longueurs d'onde est soit de faible puissance, soit mal emballée, et de nombreux problèmes se posent. Le système présenté aujourd'hui présente de nombreux avantages et peut être consulté à titre de référence. Son schéma de structure est présenté comme suit : LeLaser DFBla source de lumière est une lumière CW dans le domaine temporel et une longueur d'onde unique en fréquence. Après avoir traversé unmodulateuravec une certaine fréquence de modulation fRF, une bande latérale sera générée et l'intervalle de bande latérale est la fréquence modulée fRF. Le modulateur utilise un modulateur LNOI d'une longueur de 8,2 mm, comme le montre la figure b. Après une longue période de puissance élevéemodulateur de phase, la fréquence de modulation est également fRF, et sa phase doit former la crête ou le creux du signal RF et l'impulsion lumineuse l'une par rapport à l'autre, ce qui entraîne un grand gazouillis, ce qui entraîne plus de dents optiques. La polarisation CC 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 soit modulé par le modulateur est :
On peut voir 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 etModulateur de phase PM, puis FFT, le spectre de dispersion de fréquence optique est obtenu. La figure suivante montre la relation directe entre la planéité de la fréquence optique, la polarisation CC du modulateur et la profondeur de modulation sur la base de cette simulation.

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

Voici le schéma de package 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'onde est de 1,5 um. L'épaisseur de l'électrode en or est de 1,2 um. L'épaisseur du revêtement supérieur SIO2 est de 2um.

Voici le spectre de l'OFC testé, avec 13 dents optiquement clairsemées et une planéité <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 encore la puissance PM-RF, et l'intervalle de dispersion de fréquence optique peut être augmenté en augmentant la fréquence de modulation. image
Ce qui précède est basé sur le schéma LNOI et ce qui suit est basé sur le schéma IIIV. Le schéma de structure est le suivant : La puce intègre le laser DBR, le modulateur MZM, le modulateur de phase PM, SOA et SSC. Une seule puce peut obtenir un amincissement de fréquence optique de haute performance.

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 est utilisé pour générer une bande latérale d'une longueur de 1 mm et une bande passante de seulement 7 GHz à 3 dB. Principalement limité par l'inadéquation d'impédance, perte optique jusqu'à 20 dB @ -8B de polarisation

La longueur du SOA est de 500 µm, utilisée pour compenser la perte de différence optique de modulation, et 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 (l'efficacité de couplage est de 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 est de 24,7 dBm et le Vpi du modulateur de phase est de 5 V. La figure ci-dessous représente le spectre photophobe résultant avec 17 dents photophobes à 10 dB et un SNSR supérieur à 30 dB.

Le schéma est destiné à la transmission micro-ondes 5G, et la figure suivante est la composante spectrale détectée par le détecteur de lumière, qui peut générer des signaux 26G avec une fréquence 10 fois supérieure. Ce n’est pas indiqué 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 facile, mais il existe également plusieurs problèmes. Le signal RF chargé sur le PM nécessite une puissance importante, une consommation d'énergie relativement importante, et l'intervalle de fréquence est limité par le taux de modulation, jusqu'à 50 GHz, ce qui nécessite un intervalle de longueur d'onde plus grand (généralement > 10 nm) dans le système FR8. Utilisation limitée, la planéité de la puissance n'est toujours pas suffisante.