Компакт кремний нигезендәге оптоэлектронIQ модуляторыюгары тизлекле эзлекле аралашу өчен
Мәгълүмат тапшыру темпларының артуы һәм мәгълүмат үзәкләрендә энергияне сакчыл үткәргечләрнең артуы компакт югары җитештерүчәнлек үсешенә этәргеч бирде.оптик модульаторлар. Кремний нигезендәге оптоэлектрон технология (SiPh) төрле фотоник компонентларны бер чипка интеграцияләү өчен перспектив мәйданчыкка әйләнде, компакт һәм чыгымлы карарлар кабул итә. Бу мәкалә GeSi EAMs нигезендә кремний IQ модульаторын бастырган, 75 Гбауд ешлыгында эшли ала торган яңа йөртүче белән танышачак.
Devайланма дизайны һәм характеристикалары
Тәкъдим ителгән IQ модульаторы 1-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә компакт өч кул структурасын кабул итә. Өч GeSi EAM һәм өч термо оптик фаза сменасыннан тора, симметрия конфигурациясен кабул итәләр. Керү нуры чипка торгыч куперы (GC) аша тоташтырылган һәм 1 × 3 мультимодлы интерферометр (MMI) аша өч юлга тигез бүленә. Модулятор һәм фаза күчергеч аша үткәннән соң, яктылык тагын 1 × 3 MMI белән рекомбинацияләнә, аннары бер режимлы җепселгә (SSMF) кушыла.
Рәсем 1: а) IQ модуляторының микроскопик образы; (b) - (d) EO S21, юкка чыгу коэффициенты, һәм бер GeSi EAM тапшыруы; д) IQ модуляторының схематик схемасы һәм фаза күчерүнең тиешле оптик фазасы. е) катлаулы яссылыкта ташучыны бастыру. Рәсем 1 (б) күрсәткәнчә, GeSi EAM киң электро-оптик киңлеккә ия. Рәсем 1 (б) 67 ГГц оптик компонент анализаторы (LCA) ярдәмендә бер GeSi EAM сынау структурасының S21 параметрын үлчәде. 1 (в) һәм 1 (г) рәсемнәрдә статик юкка чыгу коэффициенты (ER) спектры төрле көчәнеш көчәнешләрендә һәм 1555 нанометр дулкын озынлыгында тапшыруны күрсәтәләр.
Рәсем 1 (e) күрсәткәнчә, бу дизайнның төп үзенчәлеге - урта кулдагы интеграль фаза сменасын көйләп оптик йөртүчеләрне кысу сәләте. Upperгары һәм аскы куллар арасындагы фаза аермасы π / 2, катлаулы көйләү өчен кулланыла, урта кул арасындагы фаза аермасы -3 π / 4. Бу конфигурация 1-нче рәсемнең (f) катлаулы яссылыгында күрсәтелгәнчә, ташучыга деструктив комачаулый.
Эксперименталь көйләү һәм нәтиҗәләр
Speedгары тизлекле эксперименталь көйләү 2 нче рәсемдә күрсәтелгән. Сигнал чыганагы буларак үзбилгеләнгән дулкын формасы генераторы (Keysight M8194A) кулланыла, һәм ике 60 ГГц фаза туры килгән RF көчәйткечләре (интеграль битләр белән) модульатор драйверлары буларак кулланыла. GeSi EAM-ның икеләтә көчәнеше -2,5 V, һәм I һәм Q каналлары арасында электр фазасының туры килмәвен киметү өчен фазага туры килгән RF кабель кулланыла.
Рәсем 2: а) speedгары тизлектәге эксперименталь көйләү, б) 70 Гбаудта йөртүчене кысу, в) Хаталар тизлеге һәм мәгълүмат тизлеге, г) 70 Гбауд йолдызлыгы. Оптик ташучы буларак 100 кГц сызык киңлеге, дулкын озынлыгы 1555 нм, һәм 12 дБм көче булган коммерция тышкы куыш лазерын (ECL) кулланыгыз. Модуляциядән соң оптик сигнал ан ярдәмендә көчәйтеләэрби-доплы җепсел көчәйткеч(EDFA) чиптагы кушылу югалтуларын һәм модульатор кертү югалтуларын каплау өчен.
Кабул итү ахырында, Оптик спектр анализаторы (OSA) сигнал спектрын һәм ташучыны кысуны күзәтә, 70 Gbaud сигналы өчен 2-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. 90 градус оптик миксер һәм дүрттән торган сигналлар алу өчен икеләтә поляризация коерентлы кабул итүчесен кулланыгыз40 ГГц балансланган фотодиодлар, һәм 33 ГГц, 80 GSa / s реаль вакыттагы осиллоскопка (РТО) тоташтырылган (Keysight DSOZ634A). Икенче ECL чыганагы 100 кГц киңлеге белән җирле осиллатор (LO) буларак кулланыла. Бер поляризация шартларында эшләүче тапшыргыч аркасында, аналог-санлы конверсия (ADC) өчен ике электрон канал гына кулланыла. Мәгълүматлар РТОда языла һәм оффлайн санлы сигнал процессоры (DSP) ярдәмендә эшкәртелә.
2-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, IQ модульаторы QPSK модуляция форматы ярдәмендә 40 Гбаудтан 75 Гбаудка кадәр сынады. Нәтиҗә шуны күрсәтә: 7% каты карарны алга җибәрү хата (HD-FEC) шартларында ставка 140 Гб / с га җитә ала; 20% йомшак карар алга җибәрү хата (SD-FEC) шартында тизлек 150 Гб / с җитә ала. Йолдызлык схемасы 70 Гбауд 2-нче рәсемдә күрсәтелгән. Нәтиҗә осиллоскопның киңлеге 33 ГГц белән чикләнә, бу якынча 66 Гбауд сигнал полосасына тигез.
Рәсем 2 (б) күрсәткәнчә, өч кул структурасы оптик йөртүчеләрне эффектив рәвештә 30 дБтан артып китә ала. Бу структур ташучыны тулысынча кысуны таләп итми һәм шулай ук Крамер Крониг (KK) кабул итүчеләре кебек сигналларны торгызу өчен ташучы тоннарын таләп итүче кабул итүчеләрдә кулланырга мөмкин. Оператор үзәк кул фазасы күчергеч аша көйләнергә мөмкин, кирәкле ташучыга юл полосасына (CSR) ирешү өчен.
Уңайлыклар һәм кушымталар
Традицион Mach Zehnder модульаторлары белән чагыштырганда (MZM модульаторлары) һәм кремнийга нигезләнгән оптоэлектрон IQ модульаторлары, тәкъдим ителгән кремний IQ модульаторы берничә өстенлеккә ия. Беренчедән, ул зур күләмдә компакт, IQ модульаторларына караганда 10 тапкырга кечерәкMach Zehnder модульаторлары(бәйләү такталарын исәпкә алмаганда), шулай итеп интеграция тыгызлыгын арттыралар һәм чип мәйданын киметәләр. Икенчедән, тупланган электрод дизайны терминал резисторларын куллануны таләп итми, шуның белән җайланманың сыйдырышлыгын һәм энергиясен киметә. Өченчедән, операторны кысу мөмкинлеге тапшыру көченең кимүен максимальләштерә, энергия нәтиҗәлелеген тагын да яхшырта.
Моннан тыш, GeSi EAM-ның оптик киңлеге бик киң (30 нанометрдан артык), микродулкынлы модульаторларның резонансын тотрыклыландыру һәм синхронлаштыру өчен күп каналлы кире контроль схемалар һәм процессорлар кирәклеген бетереп, дизайнны гадиләштерә.
Бу компакт һәм эффектив IQ модуляторы киләсе буын, югары канал санау, һәм мәгълүмат үзәкләрендәге кечкенә коерентлы транссиверлар өчен бик яраклы, бу югары сыйдырышлык һәм энергияне сак тотучы оптик элемтә мөмкинлеген бирә.
Оператор кысылган кремний IQ модуляторы 20% SD-FEC шартларында 150 Гб / с га кадәр мәгълүмат тапшыру тизлеге белән яхшы эш күрсәтә. GeSi EAM нигезендә аның компакт 3 куллы структурасы аяк эзе, энергия эффективлыгы, дизайн гадилеге ягыннан зур өстенлекләргә ия. Бу модульатор оптик йөртүчене кысу яки көйләү сәләтенә ия, һәм бер-бер артлы ачыклау һәм Крамер Крониг (KK) ачыклау схемалары белән интеграцияләнергә мөмкин. Күрсәтелгән казанышлар югары интеграль һәм эффектив оптик транссиверларны тормышка ашырырга этәрә, мәгълүмат үзәкләрендә һәм башка өлкәләрдә югары сыйдырышлы мәгълүмат элемтәсенә булган ихтыяҗны канәгатьләндерү өчен.
Пост вакыты: 21-2025 гыйнвар