Kompakt Silicon-baséiert OptoelektroneschIQ ModulatorFir héichgeschnidden kohärent Kommunikatioun
Déi ëmmer méi noutwendeg fir méi héich Daten Iwwerdroungskrate a méi Energieeffizienten Iwwerdränkerei an Datenzentren hunn d'Entwécklung vu kompakten héije Héichpunkt gedriwwenoptesch ModulateurenAn. Silicon baséiert opToelectronic Technologie (SIPH) ass eng verspësseg Plattform ginn fir eng aner Photemonisten zu enger eenzeger Chipel ze integréieren, déi eng eenzeg Chipaktrakt an d'Kompositioun ginn. Dësen Artikel wäert e Roman Carrière entdecken drénken Silicon IQ Modulator baséiert op Gesi Eams, déi op enger Frequenz vu bis zu 75 Gabau froe kann.
Apparat Design an Charakteristiken
De proposéierte IQ Modulator adoptéiert eng kompakt dräi Armstruktur, wéi an der Figur 1 (a) gewisen. Aus dräi gesi Eam an dräi thermo optesch Phase Schifter besteet, adoptresch Konfiguratioun adoptéieren. Den Inprizlogler ass fir d'Chamlat fir den Chop wéinst de Koppel geprägt (GC) gepräss (GCIDerister duerchgefouert an domat 3 Mmmir). Nom passéiert duerch de Modulator an der Phas Shifter, d'Liicht ass vun engem aneren 1 mmi gepost an duerno op eng eenzeg-Modusfaser (ssmf).
Figur 1: (a) mikroskopesch Bild vum iQ Modulator; (B) - (D) E21, Straindacumum, a Richtung Do spendt d'Gesi eam; (e) Schematatik Diagramm vum IQ Modulator an entspriechend optesch Phas vun der Phas Shifter; (F) Tankéier Ënnerdréckungspropresentatioun am komplexe Plang. Wéi an Figur 1 (b) gewisen, de Gesi Eam huet eng breet Elektro-Optik Bandwidh. Bild 1 (B) de S21 Parameter vun enger eenzeger Gesi Eam Teststruktur gemooss mat enger 67 GHZ optesch Komponentinkompetéit (LCA). Figuren 1 (c) an 1 (D) heeschenden Ëmstänn vum stäkter Risiko Verhalen un afferthuelen op 1555 am Transmente.
Wéi an der Figur 1 (e) gewisen, ass d'Haaptfunktioun vun dësem Design ass d'Fäegkeet fir untical Carrièren ze verdrängen andeems Dir d'integréiert Phase Shifter an der Mëtt Aarm ervirhiewen. De Phase Differenz tëscht der ieweschter an ënneschter Waffen ass π / 2, benotzt fir komplexe Tuning, wärend d'Phas Ënnerscheed tëscht dem Mëttsach -3 π / 4 π / 4. Dës Konfiguratioun erlaabt Zerstéierung vun der Täter op de Carrier, wéi am komplexe Plang vun der Figur 1 (F) gewisen.
Experimentell Setup a Resultater
De héije Geschwindegkeet experimentell Setup gëtt an der Figur 2 (a) gewisen. Eng arbiträr WaveForm Generator (Kessing M8194A) gëtt als Signalquell benotzt, an zwee 60 Ghz Phas Pfopfester. D'Spannungsmannschléi ass de Gesi Eam Is -2,5 Q, an eng Phas passéiert RF Stamm benotzt fir Stroum ze minimiséieren.
Figur 2: (a) héije Geschwindegkeet experimentell Setup, (b) Carrrression zu 70 Gabau, (c) Feeler Taux, (D) Cabelatioun op 70 Gabau. Benotzt e kommerziellen externen Höldegen Lave (Ecl) mat enger linewidh vun 100 khz, wellwidder, a Kraaft vun 1255 Nm as den optesche Carrière. Nom Modulatioun, den opteschen Signal gëtt verstäerkt mat engemerbium-dopped Fiber Verstouss(EDFA) fir ze kompenséieren fir op der Chip Koppelverloschter a Modulator Insertion Verloschter ze kompenséieren.
Am Empfang Enn, en optesche Spektrum an der Analyzer (Osa) Monitoren d'Signalspektrum an der Carrropression, wéi an der Figur 2 (b) fir e 70 Gabau Signal. Benotzt en duebel Polariséierungskorn Empfänger fir Signaler ze kréien, déi aus engem 90 Grad optesche Mix a véier besteet a véier40 GHZ Balance Photodioden, an ass mat engem 33 GHz, 80 GSA / S-TSCilloskop (RSO) (Keyz634a). Déi zweet EcL Quell mat enger linewidh vun 100 khz gëtt als lokalen Oscillator benotzt (lo). Wéinst der Verontreiungsbestëmmung vun der Sender ënner enger eenzeger Polarisatiounsbedingunge ginn nëmmen zwee elektronesch Channels fir analog-to-digital Konventioun (ACC). D'Daten ginn op RTO opgeholl an verschafft mat engem offline Digital Signal Prozessor (DSP).
Wéi an der Figur 2 (c) gewisen, gouf den IQ Modulator getest mat QPSK Modulation Format Format vun 40 Gabau bis 75 Gabaud. D'Resultater weisen datt ënner 7% schwéier Entscheedung no Feeler Korrektioun (HD-FC) Bedeitunge kann den Taux erreechen kann. Ënnert dem Zoustand vun 20% mëller Entscheedung no Feeler Korrektioun (SD-Fec), kann d'Geschwindegkeet 150 GB / s erreechen. De Conselation Diagramm um 70 Gbaud gëtt an der Figur 2 (D) gewisen. D'Resultat ass vun der Oscilloscope Bandwid vun 33 Ghz limitéiert, déi entspriechend zu enger Signal Bandbreedung vun ongeféier 66 Gabider ass.
Wéi an Figur 2 (b) gewisen, déi dräi Aarmstruktur, déi onzefridden Tripers mat engem bluddege Taux streiden, da méi wéi 30 db. Dës Struktur erfuerdert keng komplett Ënnerdréckung vum Carrier a kann och a Empfänger benotzt ginn, déi den Carrier Téin erfuerderen fir Signaler ze recuperéieren, sou als Kramer Kronig (KK) Empfänger. De Carrier kann duerch eng zentral Armp Phase Shifter ugepasst ginn fir de gewënschten Träger ze erreechen an der Säitbandverhältnis (CSR).
Virdeeler an Uwendungen
Am Verglach mat traditionelle Mach Zehlellen Moduler (Mzm Modulatoren) an aner sëlkesch baséiert opfelkt@molatoren, déi proposéiert den proposéierten Siliz an aner Sektodor huet Mammagator huet méi Virdeeler. Als éischt ass et an der Gréisst kompakt, méi wéi 10 Mol méi kleng wéi iQ Modulatoren baséiert opMach Zehows Modulatoren(Ausgeschloss Bindungspads), also zousätzlech Integratioun Dicht a reduzéieren Chipberäich. Zweetens, déi stapend Elektroddorde Design erfuerdert d'Benotzung vun Terminal-Resisateuren net, doduerch zouzedrécken Apparat fir Energie pro Energie. Drëttwirkraaft Dréider Romingkeet huet d'Reduktioun vun den Iwwersetzungsmuecht ofgeschloss. Weider Energie Effizienz.
Zousätzlech, déi optesch Bandbreedung vum Gesi Eam ass ganz breet (iwwer 30 Nanometer), eliminéiert d'Bedierfnesser fir Multi-Kanal Feedback Crecuits fir d'Resonkoupize fir d'Resonkoupize Modilize fir d'Resonkomellize Mätchaliséierung ze sammelen an d'Verontreiung vu Mikrowelle vu Mikrowelle Mätchaliséierung
Dëst kompakt an effizient IQ Modulator ass progal fir d'nächst-Generatioun, héich Kanal Zieberen, a kleng khäresch Kommunikatioun an all troeschtrae Kommunikatioun ënnernaht.
Den Träger bedréit silicon iq Modulat erstellt exzellent Leeschtung, mat engem Datenentrutementsaux vu bis zu 150 GB / s ënner 20%. Seng kompakt 3-Armestattstellungen baséiert op de Gesei Eames Gedrénks Gedrénks ass mam Foussdrock, Energieeffizienz-, an Design Einfachheet. Dëse Modulator huet d'Fäegkeet fir den opteschen Träger ze verdrängen oder z'ënnerhuelen an ze upassen an kann mat kohärenten Detection an de Kromer KRONIG (KK) Schemker fir Multiverokrate maachen. Déi demonstréiert Leeschtungen déi d'Realisatioun vun héich integréiert an effizienter optikalent Transcenter fir déi wuessend Ufro fir Héichklasse Daten an den Datenzentren ze treffen.
Postzäit: Jan-21-2025