Optoelectronic e thehiloeng ka silicon e kopanengIQ modulatorbakeng sa puisano e momahaneng ya lebelo le phahameng
Tlhokahalo e ntseng e eketseha ea litefiso tse phahameng tsa phetisetso ea data le li-transceivers tse sebetsang hantle haholo litsing tsa data li tsamaisitse nts'etsopele ea ts'ebetso e phahameng ea komporo.li-modulators tsa optical. Theknoloji ea silicon e thehiloeng ho optoelectronic (SiPh) e fetohile sethala se ts'episang sa ho kopanya likarolo tse fapaneng tsa photonic ho chip e le 'ngoe, e leng se nolofalletsang tharollo e sebetsang le e theko e tlaase. Sengoliloeng sena se tla hlahloba mochine o mocha o hatelitsoeng oa silicon IQ modulator e thehiloeng ho GeSi EAMs, e ka sebetsang khafetsa ho fihla ho 75 Gbaud.
Moralo oa sesebelisoa le litšobotsi
Modulator ea IQ e reriloeng e amohela sebopeho sa matsoho a mararo, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 1 (a). E entsoe ka li-GeSi EAM tse tharo le li-shifters tse tharo tsa thermo optical phase, tse amohelang tlhophiso ea symmetrical. Leseli la ho kenya le kopantsoe ka har'a chip ka "grating coupler" (GC) 'me le arotsoe ka ho lekana ka litsela tse tharo ka 1 × 3 multimode interferometer (MMI). Ka mor'a ho feta modulator le phase shifter, leseli le kopanngoa hape ke 1 × 3 MMI e 'ngoe ebe e kopantsoe le fiber ea mokhoa o le mong (SSMF).
Setšoantšo sa 1: (a) Setšoantšo sa Microscopic sa IQ modulator; (b) – (d) EO S21, extinction ratio spectrum, le phetiso ya GeSi EAM e le nngwe; (e) Setšoantšo sa moralo oa IQ modulator le karolo e lumellanang ea optical ea phase shifter; (f) Boemeli ba khatello ea mojari sefofaneng se rarahaneng. Joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 1 (b), GeSi EAM e na le bandwidth e pharaletseng ea electro-optic. Setšoantšo sa 1 (b) se lekanya parameter ea S21 ea sebopeho se le seng sa tlhahlobo ea GeSi EAM se sebelisa 67 GHz optical component analyzer (LCA). Lipalo 1 (c) le 1 (d) ka ho latellana li bonts'a ponelopele ea static extinction ratio (ER) ho li-voltage tse fapaneng tsa DC le phetisetso ka bolelele ba maqhubu a 1555 nanometers.
Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 1 (e), tšobotsi e ka sehloohong ea moqapi ona ke bokhoni ba ho hatella bajari ba optical ka ho fetola phetoho ea karolo e kopantsoeng ka letsoho le bohareng. Phapang ea mohato lipakeng tsa matsoho a holimo le a tlase ke π/2, e sebelisetsoang tokiso e rarahaneng, athe phapano ea karolo lipakeng tsa letsoho le bohareng ke -3 π/4. Tlhophiso ena e lumella tšitiso e senyang ho mofani oa thepa, joalokaha ho bontšitsoe sefofaneng se rarahaneng sa Setšoantšo sa 1 (f).
Litlhophiso tsa liteko le liphetho
Setupo sa liteko tsa lebelo le holimo se bontšoa ho Setšoantšo sa 2 (a). Jenereithara e sa fetoheng ea waveform (Keysight M8194A) e sebelisoa e le mohloli oa lets'oao, 'me li-amplifiers tse peli tsa 60 GHz tse tsamaellanang le RF (tse nang le liteishene tse kopaneng tsa bias) li sebelisoa joalo ka bakhanni ba modulator. Maqhubu a leeme a GeSi EAM ke -2.5 V, 'me thapo ea RF e tsamaellanang le mohato e sebelisetsoa ho fokotsa phapang ea karolo ea motlakase lipakeng tsa likanale tsa I le Q.
Setšoantšo sa 2: (a) Ho hlophisoa ha liteko tse potlakileng, (b) Khatello ea Carrier ho 70 Gbaud, (c) Tekanyo ea phoso le tekanyo ea data, (d) Constellation ho 70 Gbaud. Sebelisa laser cavity e ka ntle ea khoebo (ECL) e nang le bophara ba 100 kHz, wavelength ea 1555 nm, le matla a 12 dBm e le mochine oa optical. Ka mor'a ho feto-fetoha ha molumo, lets'oao la optical lea holisoa ka ho sebelisaerbium-doped fiber amplifier(EDFA) ho lefella tahlehelo ea ho kopanya li-chip le tahlehelo ea ho kenya modulator.
Qetellong ea ho amohela, Optical Spectrum Analyzer (OSA) e lekola sekhahla sa matšoao le khatello ea mojari, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 2 (b) bakeng sa lets'oao la 70 Gbaud. Sebelisa seamoheli se kopaneng sa polarization ho amohela mats'oao, a nang le mochini o kopanyang oa likhato tse 90 le tse 'ne.40 GHz photodiode e leka-lekaneng, 'me e hokahane le 33 GHz, 80 GSa/s real-time oscilloscope (RTO) (Keysight DSOZ634A). Mohloli oa bobeli oa ECL o nang le bophara ba 100 kHz o sebelisoa e le oscillator ea lehae (LO). Ka lebaka la transmitter e sebetsang tlasa maemo a le mong a polarization, ho sebelisoa liteishene tse peli feela tsa elektroniki bakeng sa phetoho ea analog-to-digital (ADC). Lintlha li rekotoa ho RTO 'me li sebetsoa ho sebelisoa sesebelisoa sa mats'oao a marang-rang (DSP).
Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 2 (c), modulator ea IQ e ile ea lekoa ho sebelisa mokhoa oa ho feto-fetoha oa QPSK ho tloha 40 Gbaud ho ea 75 Gbaud. Liphello li bontša hore tlas'a maemo a 7% a thata a ho lokisa phoso (HD-FEC), tekanyo e ka fihla ho 140 Gb / s; Tlas'a boemo ba 20% ea ho lokisa phoso ea liqeto tse bonolo (SD-FEC), lebelo le ka fihla ho 150 Gb / s. Setšoantšo sa linaleli sa 70 Gbaud se bontšoa ho Setšoantšo sa 2 (d). Sephetho se lekanyelitsoe ke bandwidth ea oscilloscope ea 33 GHz, e lekanang le bandwidth ea matšoao e ka bang 66 Gbaud.
Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 2 (b), sebopeho sa matsoho a mararo se ka hatella ka katleho bajari ba optical ka sekhahla se se nang letho se fetang 30 dB. Sebopeho sena ha se hloke ho hatelloa ka ho feletseng ha mochine 'me se ka boela sa sebelisoa ho li-receiver tse hlokang li-carrier tones ho fumana matšoao, joalo ka ba amohelang Kramer Kronig (KK). Sesebelisoa se ka fetoloa ka sekhahla se bohareng sa letsoho ho fihlela sejana se lakatsehang ho sekhahla sa li-sideband (CSR).
Melemo le Lisebelisoa
Ha ho bapisoa le li-modulators tsa setso tsa Mach Zehnder (Li-modulators tsa MZM) le li-modulator tse ling tse thehiloeng ho silicon-based optoelectronic IQ, modulator e reriloeng ea silicon IQ e na le melemo e mengata. Taba ea pele, e kopane ka boholo, e nyane ho feta makhetlo a 10 ho feta li-modulator tsa IQ tse ipapisitseng le tsonaLi-modulators tsa Mach Zehnder(ntle le li-bonding pads), ka hona ho eketsa letsoalo la ho kopanya le ho fokotsa sebaka sa chip. Taba ea bobeli, moralo o hlophisitsoeng oa elektrode ha o hloke tšebeliso ea li-resistors tsa terminal, ka hona o fokotsa bokhoni ba sesebelisoa le matla hanyane ka hanyane. Ntlha ea boraro, bokhoni ba ho thibela motlakase bo eketsa phokotso ea matla a phetisetso, ho ntlafatsa ts'ebetso ea matla le ho feta.
Ntle le moo, bandwidth ea optical ea GeSi EAM e pharalletse haholo (li-nanometer tse fetang 30), e felisang tlhoko ea li-circuits le li-processor tsa liteishene tse ngata ho tsitsisa le ho hokahanya resonance ea li-modulator tsa microwave (MRMs), ka hona ho nolofatsa moralo.
Modulator ena ea compact le e sebetsang hantle ea IQ e loketse haholo molokong o latelang, palo e phahameng ea liteishene, le li-transceivers tse nyenyane tse lumellanang litsing tsa data, tse nolofalletsang bokhoni bo phahameng le puisano ea optical e sebetsang hantle ka matla.
Sesebelisoa se hatelitsoeng sa silicon IQ modulator se bonts'a ts'ebetso e ntle haholo, ka sekhahla sa phetisetso ea data ho fihla ho 150 Gb / s tlasa maemo a 20% SD-FEC. Sebopeho sa eona sa compact 3-arm se thehiloeng ho GeSi EAM se na le melemo e mengata ho latela mehato ea maoto, matla a matla, le mokhoa o bonolo oa moralo. Modulator ena e na le bokhoni ba ho hatella kapa ho lokisa mochine oa optical 'me e ka kopanngoa le ho lemoha ka mokhoa o ts'oanelang le merero ea ho lemoha ea Kramer Kronig (KK) bakeng sa li-transceivers tse ngata tsa li-compact coherent. Liphihlello tse bontšitsoeng li khanna ho phethahala ha li-transceivers tsa optical tse kopantsoeng haholo le tse sebetsang hantle ho finyella tlhokahalo e ntseng e eketseha ea puisano ea boitsebiso bo phahameng litsing tsa data le masimo a mang.
Nako ea poso: Jan-21-2025