Optoelectronic fa'avae i le siliconFa'atonutonu IQmo feso'ota'iga vave ma ogatasi
O le faʻateleina o le manaʻoga mo le maualuga o le saoasaoa o le fesiitaiga o faʻamatalaga ma le sili atu ona lelei o le faʻaaogaina o le malosi o masini fesiitaʻi i totonu o nofoaga autu o faʻamatalaga ua faʻateleina ai le atinaʻeina o masini faʻatino maualuga.modulators opitika. Ua avea le tekinolosi optoelectronic e faʻavae i luga o le Silicon (SiPh) ma se faʻavae folafolaina mo le tuʻufaʻatasia o vaega eseese o le photonic i totonu o se pu e tasi, ma mafai ai ona faʻafaigofie ma taugofie ni fofo. O lenei tusiga o le a suʻesuʻeina ai se silicon IQ modulator fou e taofia ai le faʻaaogaina o le carrier e faʻavae i luga o GeSi EAMs, lea e mafai ona faʻagaoioia i le tele o taimi e oʻo atu i le 75 Gbaud.
Fuafuaga ma uiga o le masini
O le IQ modulator ua fautuaina e faʻaaogaina se fausaga lima e tolu, e pei ona faʻaalia i le Ata 1 (a). E aofia ai le GeSi EAM e tolu ma le thermo optical phase shifters e tolu, e faʻaaogaina se faʻatulagaga tutusa. O le malamalama ulufale e faʻapipiʻi i totonu o le chip e ala i se grating coupler (GC) ma vaevaeina tutusa i ni auala se tolu e ala i le 1×3 multimode interferometer (MMI). A maeʻa ona pasia le modulator ma le phase shifter, ona toe faʻapipiʻiina lea o le malamalama e se isi 1×3 MMI ona faʻapipiʻi lea i se single-mode fiber (SSMF).
Ata 1: (a) Ata maikoliko o le IQ modulator; (b) – (d) EO S21, fa'ailoga o le extinction ratio, ma le transmittance o se GeSi EAM e tasi; (e) Ata fa'ata'ita'i o le IQ modulator ma le vaega opitika talafeagai o le phase shifter; (f) Fa'atusa o le carrier suppression i luga o le complex plane. E pei ona fa'aalia i le Ata 1 (b), o le GeSi EAM e iai se lautele o le electro-optic bandwidth. O le Ata 1 (b) na fuaina ai le S21 parameter o se GeSi EAM test structure e tasi e fa'aaoga ai se optical component analyzer (LCA) e 67 GHz. O Ata 1 (c) ma le 1 (d) o lo'o fa'aalia ai le static extinction ratio (ER) spectra i voltages DC eseese ma le transmission i le wavelength o le 1555 nanometers.
E pei ona faʻaalia i le Ata 1 (e), o le uiga autū o lenei mamanu o le mafai lea ona taofia avega opitika e ala i le fetuʻunaʻiina o le suiga o le vaega ua tuʻufaʻatasia i le lima ogatotonu. O le eseesega o le vaega i le va o lima pito i luga ma lima pito i lalo o le π/2, e faʻaaogaina mo le faʻatulagaina faigata, ae o le eseesega o le vaega i le va o le lima ogatotonu o le -3 π/4. O lenei faʻatulagaga e mafai ai ona faʻalavelave faʻaleagaina le avega, e pei ona faʻaalia i le vaʻalele faigata o le Ata 1 (f).
Fa'atulagaga fa'ata'ita'i ma taunuuga
O le fa'atulagaga fa'ata'ita'i saoasaoa maualuga o lo'o fa'aalia i le Ata 2 (a). O se generator waveform arbitrary (Keysight M8194A) e fa'aaogaina o se puna fa'ailoilo, ma e lua 60 GHz phase matched RF amplifiers (fa'atasi ai ma le integrated bias tees) e fa'aaogaina o ni modulator drivers. O le bias voltage o le GeSi EAM e -2.5 V, ma o se uaea RF phase matched e fa'aaogaina e fa'aitiitia ai le electrical phase mismatch i le va o auala I ma Q.
Ata 2: (a) Fa'atulagaga fa'ata'ita'i saoasaoa maualuga, (b) Taofiofia o le avefe'au i le 70 Gbaud, (c) Saosaoa sese ma le saosaoa o fa'amaumauga, (d) Fa'aputuga fetu i le 70 Gbaud. Faaaoga se laser fa'apisinisi i fafo (ECL) ma le lautele o le laina e 100 kHz, le umi o le galu e 1555 nm, ma le malosi e 12 dBm e fai ma avefe'au opitika. A mae'a le fa'asa'oga, e fa'amalosia le fa'ailo opitika e fa'aaoga ai sefa'amalosi alava ua fa'apipi'iina i le erbium(EDFA) e totogi ai le gau o le coupling i luga o le chip ma le gau o le modulator insertion.
I le itu e taliaina ai, e mata'ituina e le Optical Spectrum Analyzer (OSA) le fusi o faailoilo ma le taofiofia o le avefe'au, e pei ona fa'aalia i le Ata 2 (b) mo se faailoilo 70 Gbaud. Faaaoga se masini talia polarization coherent lua e talia ai faailoilo, lea e aofia ai se masini palu opitika 90 tikeri ma fa40 GHz paleni photodiodes, ma ua feso'ota'i atu i se 33 GHz, 80 GSa/s real-time oscilloscope (RTO) (Keysight DSOZ634A). O le puna lona lua o le ECL ma le linewidth o le 100 kHz e fa'aaogaina o se local oscillator (LO). Ona o le fa'agaoioia o le transmitter i lalo o tulaga fa'a-polarization e tasi, e na'o le lua auala eletise e fa'aaogaina mo le fa'aliliuga analog-i-numera (ADC). O fa'amaumauga e fa'amaumauina i luga o le RTO ma fa'agasolo e fa'aaoga ai se offline digital signal processor (DSP).
E pei ona faʻaalia i le Ata 2 (c), na faʻataʻitaʻiina le IQ modulator e faʻaaoga ai le QPSK modulation format mai le 40 Gbaud i le 75 Gbaud. O taunuʻuga e faʻaalia ai i lalo o le 7% o tulaga o le hard decision forward error correction (HD-FEC), e mafai ona oʻo atu le saoasaoa i le 140 Gb/s; I lalo o le tulaga o le 20% o le soft decision forward error correction (SD-FEC), e mafai ona oʻo atu le saoasaoa i le 150 Gb/s. O le ata o le fetu i le 70 Gbaud o loʻo faʻaalia i le Ata 2 (d). O le taunuʻuga e faʻatapulaʻaina e le bandwidth o le oscilloscope o le 33 GHz, lea e tutusa ma le bandwidth o le faʻailoga e tusa ma le 66 Gbaud.
E pei ona faʻaalia i le Ata 2 (b), e mafai e le fausaga o lima e tolu ona taofia lelei avega opitika i se fua faatatau o le blanking e sili atu i le 30 dB. O lenei fausaga e le manaʻomia ai le taofia atoatoa o le avega ma e mafai foi ona faʻaaogaina i mea e talia ai e manaʻomia ai leo o avega e toe maua mai ai faailoilo, e pei o mea e talia ai Kramer Kronig (KK). E mafai ona fetuʻunaʻi le avega e ala i se central arm phase shifter e ausia ai le fua faatatau o le avega i le itu (CSR) e manaʻomia.
Fa'amanuiaga ma Fa'aoga
Fa'atusatusa i masini fa'atonutonu masani a Mach Zehnder (MZM modulators) ma isi modulators IQ optoelectronic e faʻavae i le silicon, o le silicon IQ modulator ua fautuaina e tele ona lelei. Muamua, e laʻititi lona lapoʻa, e silia ma le 10 taimi e laʻititi ifo nai lo IQ modulators e faʻavae i lugaFa'atonutonu o Mach Zehnder(e le aofia ai pads fa'apipi'i), ma fa'ateleina ai le mafiafia o le feso'ota'iga ma fa'aitiitia ai le lautele o le chip. Lua, o le mamanu o le electrode ua fa'aputuina e le mana'omia ai le fa'aogaina o resistors terminal, ma fa'aitiitia ai le capacitance o le masini ma le malosi i le bit. Tolu, o le gafatia o le taofiofia o le carrier e fa'ateleina ai le fa'aitiitia o le malosiaga o le fesiitaiga, ma fa'aleleia atili ai le lelei o le malosiaga.
E le gata i lea, o le lautele o le optical bandwidth o le GeSi EAM e matua lautele lava (e silia ma le 30 nanometers), ma e aveese ai le manaʻomia o multi-channel feedback control circuits ma processors e faʻamautu ma faʻafetaui ai le resonance o microwave modulators (MRMs), ma faʻafaigofie ai le mamanu.
O lenei IQ modulator laʻititi ma lelei e matuā fetaui lelei mo le isi tupulaga, tele le numera o alalaupapa, ma ni transceivers laiti e ogatasi i totonu o nofoaga autu o faʻamaumauga, e mafai ai ona maualuga le gafatia ma sili atu le faʻasaoina o le malosi i fesoʻotaʻiga opitika.
O le carrier suppressed silicon IQ modulator e faʻaalia ai le faʻatinoga sili ona lelei, faʻatasi ai ma le saoasaoa o le fesiitaiga o faʻamatalaga e oʻo atu i le 150 Gb/s i lalo o le 20% SD-FEC tulaga. O lona fausaga laʻititi e 3-arm e faʻavae i luga o le GeSi EAM e iai ni faʻamanuiaga taua i tulaga o le tulagavae, le faʻaogaina o le malosi, ma le faigofie o le mamanu. O lenei modulator e iai le gafatia e taofia pe fetuʻunaʻi ai le optical carrier ma e mafai ona tuʻufaʻatasia ma le coherent detection ma Kramer Kronig (KK) detection schemes mo multi line compact coherent transceivers. O ausia ua faʻaalia e faʻamalosia ai le faʻatinoina o transceivers optical ua matua tuʻufaʻatasia ma lelei e faʻafetaui ai le manaʻoga faʻatupulaʻia mo fesoʻotaʻiga faʻamatalaga maualuga le gafatia i nofoaga autu o faʻamatalaga ma isi matata.
Taimi na lafoina ai: Ianuari-21-2025