Ykjam kremniý esasly optoelektronikIQ modulýatorýokary tizlikli yzygiderli aragatnaşyk üçin
Maglumat merkezlerinde has ýokary maglumat geçiriş nyrhlaryna we has köp energiýa tygşytlaýjy geçirijilere bolan isleg ykjam ýokary öndürijiligiň ösmegine itergi berdioptiki modulýatorlar. Silikon esasly optoelektron tehnologiýasy (SiPh) dürli fotoniki komponentleri bir çipe birikdirip, ykjam we tygşytly çözgütleri üpjün etmek üçin geljegi uly platforma öwrüldi. Bu makala, 75 Gbaud ýygylygynda işläp bilýän GeSi EAM-lary esasynda basylan kremniy IQ modulýatoryny öwrener.
Enjam dizaýny we aýratynlyklary
Teklip edilýän IQ modulýator, 1-nji (a) suratda görkezilişi ýaly ykjam üç gol gurluşyny kabul edýär. Simmetrik konfigurasiýany kabul edip, üç GeSi EAM we üç termo optiki faza üýtgeýjisinden ybarat. Giriş çyrasy panjara birikdiriji (GC) arkaly çipe birikdirilýär we 1 × 3 multimodly interferometr (MMI) arkaly üç ugra deň bölünýär. Modulýator we faza üýtgeýjisinden geçensoň, ýagtylyk ýene 1 × 3 MMI bilen birleşdirilýär we soňra bir re modeimli süýüme (SSMF) birikdirilýär.
1-nji surat: (a) IQ modulýatorynyň mikroskopik şekili; (b) - (d) EO S21, ýok bolmak gatnaşygy spektri we bir GeSi EAM-yň geçirilmegi; (e) IQ modulýatorynyň shemasy we fazanyň üýtgemeginiň degişli optiki fazasy; ä) çylşyrymly tekizliginde daşaýjy basyş görnüşi. 1-nji (b) suratda görkezilişi ýaly, GeSi EAM giň elektro-optiki geçirijilik ukybyna eýe. 1-nji surat (b) 67 GGs optiki komponent analizatoryny (LCA) ulanyp, bir GeSi EAM synag gurluşynyň S21 parametrini ölçedi. 1 (c) we 1 (d) suratlarda degişlilikde dürli tok naprýa ateniýelerinde statiki ýok bolmak gatnaşygy (ER) spektri we tolkun uzynlygy 1555 nanometr görkezilýär.
1-nji (e) suratda görkezilişi ýaly, bu dizaýnyň esasy aýratynlygy, orta goluň integral faza üýtgeýjisini sazlamak arkaly optiki göterijileri basyp bilmekdir. Upperokarky we aşaky gollaryň arasyndaky faza tapawudy complex / 2 bolup, çylşyrymly sazlamak üçin ulanylýar, orta goluň arasyndaky faza tapawudy -3 π / 4. Bu konfigurasiýa, 1-nji suratyň (f) çylşyrymly tekizliginde görkezilişi ýaly, daşaýja weýrançylykly päsgelçilik döretmäge mümkinçilik berýär.
Synag gurnama we netijeler
Speedokary tizlikli synag synaglary 2-nji suratda görkezilýär. Signal çeşmesi hökmünde özbaşdak tolkun formasy generatory (Keysight M8194A), modulýator sürüjisi hökmünde iki sany 60 GGs gabat gelýän RF güýçlendiriji ulanylýar. GeSi EAM-yň ikitaraplaýyn naprýa .eniýesi -2.5 V, I we Q kanallarynyň arasyndaky elektrik fazasynyň gabat gelmezligini azaltmak üçin faza gabat gelýän RF kabeli ulanylýar.
2-nji surat: (a) speedokary tizlikli eksperimental gurnama, (b) Daşaýjynyň 70 Gbaudda basyşy, (c) roralňyşlyk derejesi we maglumat tizligi, (d) 70 Gbauddaky ýyldyzlar toplumy. Optiki göteriji hökmünde 100 kHz çyzykly tolkun uzynlygy, 1555 nm tolkun güýji we 12 dBm güýji bolan täjirçilik daşarky boşluk lazerini (ECL) ulanyň. Modulirlemeden soň optiki signal güýçlendirilýärerbium-doply süýüm güýçlendiriji(EDFA) çipdäki birikdirme ýitgileriniň we modulýator goýmak ýitgileriniň öwezini dolmak üçin.
Kabul ediş ahyrynda, optiki spektr analizatory (OSA) 70 Gbaud signaly üçin 2-nji (b) suratda görkezilişi ýaly signal spektrine we göterijiniň basyşyna gözegçilik edýär. 90 dereje optiki mikserden we dörtden ybarat signallary almak üçin goşa polýarizasiýa utgaşdyryjy kabul edijini ulanyň40 GGs deňagramly fotodiodlarwe 33 GGs, 80 GSa / s real wagt osiloskopyna (RTO) (Keysight DSOZ634A) birikdirildi. 100 kHz çyzykly ikinji ECL çeşmesi ýerli yrgyldadyjy (LO) hökmünde ulanylýar. Singleeke polýarizasiýa şertlerinde işleýän geçiriji sebäpli analogdan sanly öwrülişik (ADC) üçin diňe iki elektron kanal ulanylýar. Maglumatlar RTO-da ýazylýar we awtonom sanly signal prosessoryny (DSP) ulanyp gaýtadan işlenýär.
2-nji (c) suratda görkezilişi ýaly IQ modulýatory 40 Gbaud-dan 75 Gbaud-a çenli QPSK modulirleme formaty bilen synag edildi. Netijeler, 7% gaty kyn çözgüdi ýalňyşlyk düzediş (HD-FEC) şertlerinde nyrhyň 140 Gb / s-a ýetip biljekdigini görkezýär; 20% ýumşak karar öňe sürlen ýalňyşlygy düzetmek (SD-FEC) şertinde tizlik 150 Gb / s ýetip biler. 70 Gbauddaky ýyldyzlar diagrammasy 2-nji (d) suratda görkezilýär. Netijede, 33 GGs osiloskop zolagy bilen çäklendirilýär, bu takmynan 66 Gbaud signal zolagyna deňdir.
2-nji (b) suratda görkezilişi ýaly, üç gol gurluşy 30 dB-den ýokary bolan optiki göterijileri netijeli basyp biler. Bu gurluş daşaýjynyň doly basylmagyny talap etmeýär we Kramer Kronig (KK) kabul edijileri ýaly signallary dikeltmek üçin daşaýjy heňleri talap edýän kabul edijilerde hem ulanylyp bilner. Daşaýjy, islenýän göterijiniň gapdal zolak gatnaşygyna (CSR) ýetmek üçin merkezi gol fazasy üýtgediji arkaly sazlanyp bilner.
Üstünlikleri we goýmalary
Adaty Mach Zehnder modulýatorlary bilen deňeşdirilende (MZM modulýatorlary) we kremniý esasly optoelektron IQ modulýatorlary, teklip edilýän kremniý IQ modulýatorynyň birnäçe artykmaçlygy bar. Birinjiden, ululygy ykjam, esasly IQ modulýatorlaryndan 10 esse kiçiMach Zehnder modulýatorlary(baglanyşyk padleri muňa girmeýär), şeýlelik bilen integrasiýa dykyzlygyny ýokarlandyrýar we çip meýdanyny azaldýar. Ikinjiden, gaplanan elektrod dizaýny terminal rezistorlaryny ulanmagy talap etmeýär, şeýlelik bilen enjamyň kuwwatyny we bitini azaldýar. Üçünjiden, daşaýjynyň basyş ukyby, energiýa netijeliligini hasam ýokarlandyryp, geçiriş güýjüniň azalmagyny ýokarlandyrýar.
Mundan başga-da, GeSi EAM-yň optiki geçirijiligi örän giňdir (30 nanometrden gowrak), mikrotolkunly modulýatorlaryň (MRM) rezonansyny durnuklaşdyrmak we sinhronlamak üçin köp kanally ses beriş dolandyryş zynjyrlarynyň we prosessorlarynyň zerurlygyny aradan aýyrýar, şeýlelik bilen dizaýny ýönekeýleşdirýär.
Bu ykjam we täsirli IQ modulýator, has ýokary kuwwatlylygy we has köp energiýa tygşytlaýan optiki aragatnaşygy üpjün edip, indiki nesil, ýokary kanal sany we maglumat merkezlerinde kiçi sazlaşykly geçirijiler üçin örän amatlydyr.
Daşaýjy, kremniy IQ modulýatory 20% SD-FEC şertlerinde maglumat geçiriş tizligi 150 Gb / s çenli ýokary öndürijiligi görkezýär. GeSi EAM esasly ykjam 3 golly gurluşy, aýak yzy, energiýa tygşytlylygy we dizaýn ýönekeýligi taýdan möhüm artykmaçlyklara eýedir. Bu modulýator optiki göterijini basmak ýa-da sazlamak ukybyna eýedir we köp ugurly ykjam sazlaşykly geçirijiler üçin yzygiderli kesgitlemek we Kramer Kronig (KK) kesgitlemek shemalary bilen birleşdirilip bilner. Görkezilen üstünlikler, maglumat merkezlerinde we beýleki ugurlarda ýokary kuwwatly maglumat aragatnaşygyna barha artýan islegi kanagatlandyrmak üçin ýokary integrirlenen we täsirli optiki geçirijileriň durmuşa geçirilmegine itergi berýär.
Iş wagty: -20anwar-21-2025