Кремний фотоник Мах-Цендер модуляторын тәкъдим итегезMZM модуляторы
Mach-Zehnder модуляторы 400G/800G кремний фотоник модульләрендә тапшыргыч очындагы иң мөһим компонент булып тора. Хәзерге вакытта күпләп җитештерелгән кремний фотоник модульләренең тапшыргыч очында ике төр модулятор бар: Бер төре - бер каналлы 100Gbps эш режимына нигезләнгән PAM4 модуляторы, ул 4 каналлы / 8 каналлы параллель ысул аша 800Gbps мәгълүмат тапшыруга ирешә һәм нигездә мәгълүмат үзәкләрендә һәм GPU'ларда кулланыла. Әлбәттә, 100Gbps тизлектә күпләп җитештерелгәннән соң EML белән көндәшлек итәчәк бер каналлы 200Gbps кремний фотоник Mach-Zender модуляторы ерак түгел. Икенче төре -IQ модуляторыерак арадагы когерент оптик элемтәдә кулланыла. Хәзерге этапта телгә алынган когерент батыш метрополия магистраль челтәрендә меңләгән километрдан алып 80-120 километрга кадәр ZR оптик модульләренә, хәтта киләчәктә 10 километрга кадәр LR оптик модульләренә кадәр оптик модульләрнең тапшыру арасын аңлата.
Югары тизлек принцибыкремний модуляторларыике өлешкә бүлеп була: оптика һәм электр.
Оптик өлеш: Төп принцип - Мах-Цендер интерферометры. Яктылык нуры 50-50 нур бүлгече аша үтә һәм тигез энергияле ике яктылык нурына әйләнә, алар модуляторның ике кулында тапшырыла. Бер кулда фаза белән идарә итү ярдәмендә (ягъни, кремнийның сыну күрсәткече җылыткыч белән бер кулның таралу тизлеген үзгәртү өчен үзгәртелә), нурның соңгы комбинациясе ике кулның да чыгу урынында башкарыла. Интерференция фазасы озынлыгына (ике кулның да пиклары бер үк вакытта җитә) һәм интерференцияне юкка чыгаруга (фаза аермасы 90° һәм пиклар чокырларга каршы урнашкан) интерференция аша ирешергә мөмкин, шуның белән яктылык интенсивлыгын модуляцияли (моны санлы сигналларда 1 һәм 0 дип аңларга мөмкин). Бу гади аңлау һәм шулай ук гамәли эштә эш ноктасы өчен контроль ысулы. Мәсәлән, мәгълүмат элемтәсендә без пиктан 3дБ түбәнрәк ноктада эшлибез, ә когерент элемтәдә без яктылыксыз ноктада эшлибез. Ләкин, чыгыш сигналын контрольдә тоту өчен җылыту һәм җылылык тарату аша фаза аермасын контрольдә тотуның бу ысулы бик озак вакыт ала һәм безнең секундына 100 Гбит/с тапшыру таләбен канәгатьләндерә алмый. Шуңа күрә безгә модуляциянең тизрәк тизлегенә ирешү юлын табарга кирәк.
Электр кисемтәсе, нигездә, югары ешлыктагы сыну күрсәткечен үзгәртергә тиешле PN тоташу кисемтәсе һәм электр сигналы һәм оптик сигнал тизлегенә туры килә торган хәрәкәт итүче дулкын электроды структурасыннан тора. Сыну күрсәткечен үзгәртү принцибы - плазма дисперсиясе эффекты, шулай ук ирекле йөртүчеләр дисперсиясе эффекты дип тә атала. Ул ярымүткәргеч материалда ирекле йөртүчеләр концентрациясе үзгәргәндә, материалның үз сыну күрсәткеченең чын һәм уйдырма өлешләре дә шуңа туры китереп үзгәрә дигән физик эффектны аңлата. Ярымүткәргеч материалларда йөртүчеләр концентрациясе артканда, материалның абсорбция коэффициенты арта, ә сыну күрсәткеченең чын өлеше кими. Шулай ук, ярымүткәргеч материалларда йөртүчеләр кимегәндә, абсорбция коэффициенты кими, ә сыну күрсәткеченең чын өлеше арта. Мондый эффект белән, гамәли кушымталарда, югары ешлыклы сигналларны модуляцияләүгә тапшыру дулкынүткәргечендәге йөртүчеләр санын көйләү юлы белән ирешергә мөмкин. Ахыр чиктә, чыгу позициясендә 0 һәм 1 сигналлары барлыкка килә, югары тизлекле электр сигналларын яктылык интенсивлыгы амплитудасына йөкли. Моңа ирешү ысулы - PN тоташу аша. Саф кремнийның ирекле йөртүчеләре бик аз, һәм күләм үзгәреше сыну күрсәткече үзгәрүен канәгатьләндерү өчен җитәрлек түгел. Шуңа күрә, сыну күрсәткече үзгәрүенә ирешү өчен, кремнийны кушып, тапшыру дулкын үткәргечендәге йөртүчеләр базасын арттырырга кирәк, шуның белән югарырак тизлек модуляциясенә ирешергә.
Бастырылган вакыты: 2025 елның 12 мае