Optoelectronic-ka ku salaysan silikoon ee is haystamodulator-ka IQ-gaisgaarsiinta isku xiran ee xawaaraha sare leh
Baahida sii kordheysa ee heerarka gudbinta xogta oo sarreeya iyo qalabka gudbiya tamarta oo waxtar badan leh ee xarumaha xogta ayaa horseeday horumarinta waxqabadka sare ee is haystamodulators indhahaTiknoolajiyadda optoelectronic-ka ee ku salaysan Silicon (SiPh) waxay noqotay goob rajo leh oo lagu mideeyo qaybo kala duwan oo photonic ah hal jajab, taasoo suurtogalinaysa xalal isku dhafan oo kharash-ool ah. Maqaalkani wuxuu sahamin doonaa modulator silicon IQ ah oo cusub oo lagu xakameynayo side-ka oo ku salaysan GeSi EAMs, kaas oo shaqayn kara inta jeer ee ilaa 75 Gbaud.
Naqshadeynta qalabka iyo astaamaha
Qalabka IQ ee la soo jeediyay wuxuu qaataa qaab-dhismeed saddex gacmood ah oo isku dhafan, sida ku cad Jaantuska 1 (a). Waxa uu ka kooban yahay saddex GeSi EAM iyo saddex wareeg oo heerkul ah oo indhaha ah, isagoo qaadanaya qaabayn siman. Iftiinka la gelinayo waxaa lagu xidhaa jajabka iyada oo loo marayo isku xidhka shabagga (GC) waxaana si siman loogu qaybiyaa saddex waddo oo dhex mara 1×3 interferometer multimode (MMI). Ka dib marka la dhex maro modulator-ka iyo wareegga wejiga, iftiinka waxaa dib loogu daraa 1×3 MMI kale ka dibna waxaa lagu xidhaa fiber hal-qaab ah (SSMF).
Jaantuska 1: (a) Sawirka mikroskoobka ee modulator-ka IQ; (b) – (d) EO S21, spectrum-ka saamiga baabi'inta, iyo gudbinta hal GeSi EAM; (e) Jaantuska jaantuska ee modulator-ka IQ iyo wejiga indhaha ee u dhigma ee isbeddelka wejiga; (f) Matalaadda xakamaynta side-ka ee diyaaradda adag. Sida ku cad Jaantuska 1 (b), GeSi EAM waxay leedahay baaxad ballaaran oo elektro-optic ah. Jaantuska 1 (b) wuxuu cabbiray halbeegga S21 ee hal qaab-dhismeedka tijaabada GeSi EAM isagoo adeegsanaya falanqeeye qayb optical ah oo 67 GHz ah (LCA). Jaantusyada 1 (c) iyo 1 (d) waxay si kala duwan u muujinayaan spectrum-ka saamiga baabi'inta joogtada ah (ER) ee danabyada DC ee kala duwan iyo gudbinta mowjadda hirarka 1555 nanometer.
Sida ku cad Jaantuska 1 (e), astaamaha ugu muhiimsan ee naqshaddan waa awoodda lagu cabudhinayo sideyaasha indhaha iyadoo la hagaajinayo beddelka wejiga ee isku dhafan ee gacanta dhexe. Farqiga wejiga ee u dhexeeya gacmaha sare iyo kuwa hoose waa π/2, oo loo isticmaalo hagaajinta isku dhafan, halka farqiga wejiga ee u dhexeeya gacanta dhexe uu yahay -3 π/4. Qaabeyntani waxay u oggolaanaysaa faragelin burbur leh side-ha, sida ku cad diyaaradda isku dhafan ee Jaantuska 1 (f).
Dejinta tijaabada iyo natiijooyinka
Dejinta tijaabada xawaaraha sare leh waxaa lagu muujiyay Jaantuska 2 (a). Matoor qaab-dhismeed aan kala sooc lahayn (Keysight M8194A) ayaa loo isticmaalaa isha calaamadda, laba qalab-sameeye RF oo isku-dhafan oo 60 GHz ah (oo leh tees-yo isku-dhafan) ayaa loo isticmaalaa darawallada modulator-ka. Danabka eexashada ee GeSi EAM waa -2.5 V, fiilada RF ee isku-dhafan ee wejigana waxaa loo isticmaalaa in lagu yareeyo isku-dheelitir la'aanta wejiga korantada ee u dhaxaysa kanaallada I iyo Q.
Jaantuska 2aad: (a) Dejinta tijaabada xawaaraha sare leh, (b) Xakamaynta side-ka 70 Gbaud, (c) Heerka qaladka iyo heerka xogta, (d) Xiddigaha 70 Gbaud. Isticmaal leysarka godadka dibadda ee ganacsiga (ECL) oo leh ballac xariiq ah 100 kHz, hirarka hirarka 1555 nm, iyo awoodda 12 dBm sida side-ka indhaha. Ka dib wax-ka-beddelka, calaamadda indhaha waxaa lagu xoojiyaa iyadoo la isticmaalayoamplifier-ka fiber-ka ee lagu darey erbium(EDFA) si loo magdhabo khasaaraha isku xidhka ee ku-xidhan iyo khasaaraha gelinta modulator-ka.
Dhamaadka helitaanka, Falanqeeyaha Spectrum-ka ee Indhaha (OSA) wuxuu la socdaa spectrum-ka calaamadaha iyo xakamaynta side-ka, sida ku cad Jaantuska 2 (b) calaamadda 70 Gbaud. Isticmaal qaataha isku-dhafan ee laba-geesoodka ah si aad u hesho calaamadaha, kaas oo ka kooban isku-darka indhaha ee 90 digrii iyo afar.Fotodiode-yada dheellitiran ee 40 GHz, waxaana lagu xiraa oscilloscope-ka waqtiga-dhabta ah ee 33 GHz, 80 GSa/s (RTO) (Keysight DSOZ634A). Isha labaad ee ECL oo leh ballac xariiq ah oo ah 100 kHz ayaa loo isticmaalaa oscillator maxalli ah (LO). Sababtoo ah gudbiyaha oo ku shaqeeya xaaladaha hal-kala-soocidda, laba kanaal oo elektaroonik ah ayaa loo isticmaalaa beddelka analog-ilaa-dijital ah (ADC). Xogta waxaa lagu duubay RTO waxaana lagu farsameeyay iyadoo la adeegsanayo processor calaamad dijitaal ah oo offline ah (DSP).
Sida ku cad Jaantuska 2 (c), modulator-ka IQ waxaa lagu tijaabiyay iyadoo la adeegsanayo qaabka modulation-ka QPSK laga bilaabo 40 Gbaud ilaa 75 Gbaud. Natiijooyinku waxay muujinayaan in xaaladaha 7% ee sixitaanka qaladka go'aan adag ee hore (HD-FEC), heerka uu gaari karo 140 Gb/s; Xaaladda 20% sixitaanka qaladka go'aan jilicsan ee hore (SD-FEC), xawaaruhu wuxuu gaari karaa 150 Gb/s. Jaantuska xiddigaha ee 70 Gbaud waxaa lagu muujiyay Jaantuska 2 (d). Natiijadu waxay ku xaddidan tahay xawaaraha oscilloscope-ka ee 33 GHz, kaas oo u dhigma xadka calaamadda ee qiyaastii 66 Gbaud.
Sida ku cad Jaantuska 2 (b), qaab-dhismeedka saddexda gacan ayaa si wax ku ool ah u xakamayn kara qalabka sideyaasha indhaha iyadoo heerka bannaan uu ka badan yahay 30 dB. Qaab-dhismeedkani uma baahna xakamaynta buuxda ee qalabka side-ka waxaana sidoo kale loo isticmaali karaa qalabka side-ka ee u baahan codadka side-ka si ay u soo ceshadaan calaamadaha, sida qalabka side-ka ee Kramer Kronig (KK). Qalabka side-ka waxaa lagu hagaajin karaa iyada oo loo marayo qalabka side-ka ee dhexe si loo gaaro saamiga side-ka ee la rabo (CSR).
Faa'iidooyinka iyo Codsiyada
Marka la barbar dhigo modulators-ka dhaqameed ee Mach Zehnder (MZM modulators) iyo modulators-yada kale ee ku salaysan silicon ee optoelectronic IQ, modulator-ka silicon IQ ee la soo jeediyay wuxuu leeyahay faa'iidooyin badan. Marka hore, waa mid is haysta, in ka badan 10 jeer ka yar modulators-ka IQ ee ku salaysanMach Zehnder modulators(marka laga reebo suufka isku xidhka), sidaas darteed kordhinta cufnaanta isku-dhafka iyo yaraynta aagga jajabka. Marka labaad, naqshadda elektroodka ee la isku dhejiyay uma baahna isticmaalka iska caabbinta terminal-ka, taasoo yareynaysa awoodda qalabka iyo tamarta halkii bit. Marka saddexaad, awoodda xakamaynta side-qaadaha waxay sare u qaadaysaa yareynta awoodda gudbinta, taasoo sii wanaajinaysa hufnaanta tamarta.
Intaa waxaa dheer, ballaca indhaha ee GeSi EAM waa mid aad u ballaaran (in ka badan 30 nanometer), taasoo meesha ka saaraysa baahida loo qabo wareegyada xakamaynta jawaab celinta badan iyo kuwa wax soo saara si loo xasiliyo loona waafajiyo falcelinta modulators-ka microwave-ka (MRMs), taasoo fududaynaysa naqshadeynta.
Qalabkan IQ-ga ee is haysta oo hufan ayaa aad ugu habboon jiilka soo socda, tirada kanaalka sare, iyo qalabka yar yar ee isku xiran ee xarumaha xogta, taasoo awood u siinaysa awood sare iyo isgaarsiin indhaha oo tamar badan leh.
Qalabka side-ka ee silicon IQ-ga ee la xakameeyey wuxuu muujinayaa waxqabad aad u wanaagsan, isagoo leh heer gudbin xog ah oo gaaraya ilaa 150 Gb/s oo ka hooseeya 20% xaaladaha SD-FEC. Qaab-dhismeedkiisa gacanta ee saddex-gacan ah oo ku salaysan GeSi EAM wuxuu leeyahay faa'iidooyin muhiim ah marka la eego raad-raaca, hufnaanta tamarta, iyo fududaynta naqshadeynta. Qalabkani wuxuu leeyahay awood uu ku xakameeyo ama ku hagaajiyo qalabka side-ka indhaha waxaana lagu dari karaa ogaanshaha isku-dhafan iyo qorshayaasha ogaanshaha Kramer Kronig (KK) ee qalabka side-ka ee isku-dhafan ee isku-dhafan ee badan. Guulaha la muujiyay waxay horseedaan xaqiijinta qalabka side-ka ee aadka u isku-dhafan oo hufan si loo daboolo baahida sii kordheysa ee isgaarsiinta xogta ee awoodda sare leh ee xarumaha xogta iyo meelaha kale.
Waqtiga boostada: Jan-21-2025