سلیکون فوٹوونک Mach-Zende ماڈیولیٹر MZM ماڈیولیٹر متعارف کروائیں۔

سلکان فوٹوونک مچ-زینڈے ماڈیولیٹر متعارف کروائیں۔MZM ماڈیولیٹر

دیMach-zende modulator 400G/800G سلکان فوٹوونک ماڈیولز میں ٹرانسمیٹر کے آخر میں سب سے اہم جزو ہے۔ فی الحال، بڑے پیمانے پر تیار کردہ سلیکون فوٹوونک ماڈیولز کے ٹرانسمیٹر کے آخر میں دو قسم کے ماڈیولیٹر ہیں: ایک قسم PAM4 ماڈیولیٹر ہے جو سنگل چینل 100Gbps ورکنگ موڈ پر مبنی ہے، جو 4-چینل / 8-چینل کے ذریعے 800Gbps ڈیٹا ٹرانسمیشن حاصل کرتا ہے اور ڈیٹا سینٹر میں متوازی طور پر لاگو ہوتا ہے۔ بلاشبہ، ایک واحد چینل 200Gbps سلکان فوٹوونکس Mach-Zeonde ماڈیولیٹر جو 100Gbps پر بڑے پیمانے پر پیداوار کے بعد EML کا مقابلہ کرے گا، زیادہ دور نہیں ہونا چاہیے۔ دوسری قسم ہےآئی کیو ماڈیولیٹرطویل فاصلے تک مربوط نظری مواصلات میں لاگو کیا جاتا ہے۔ موجودہ مرحلے میں ذکر کردہ مربوط ڈوبنے سے مراد میٹروپولیٹن بیک بون نیٹ ورک میں ہزاروں کلومیٹر سے لے کر 80 سے 120 کلومیٹر کے ZR آپٹیکل ماڈیولز تک، اور یہاں تک کہ مستقبل میں 10 کلو میٹر تک کے LR آپٹیکل ماڈیولز تک کے آپٹیکل ماڈیولز کی ترسیل کی دوری ہے۔

تیز رفتاری کا اصولسلکان ماڈیولرآپٹکس اور بجلی: دو حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے.

نظری حصہ: بنیادی اصول Mach-zeund interferometer ہے۔ روشنی کا ایک شہتیر 50-50 بیم سپلٹر سے گزرتا ہے اور برابر توانائی کے ساتھ روشنی کے دو شہتیر بن جاتا ہے، جو ماڈیولیٹر کے دونوں بازوؤں میں منتقل ہوتے رہتے ہیں۔ ایک بازو پر فیز کنٹرول کے ذریعے (یعنی ایک بازو کے پھیلاؤ کی رفتار کو تبدیل کرنے کے لیے سلیکون کا ریفریکٹیو انڈیکس ہیٹر کے ذریعے تبدیل کیا جاتا ہے)، دونوں بازوؤں کے باہر نکلنے پر بیم کا حتمی مجموعہ کیا جاتا ہے۔ مداخلت کے مرحلے کی لمبائی (جہاں دونوں بازوؤں کی چوٹیاں بیک وقت پہنچتی ہیں) اور مداخلت کی منسوخی (جہاں مرحلے کا فرق 90° ہے اور چوٹیاں گرتوں کے مخالف ہیں) مداخلت کے ذریعے حاصل کی جا سکتی ہیں، اس طرح روشنی کی شدت کو ماڈیول کیا جا سکتا ہے (جسے ڈیجیٹل سگنلز میں 1 اور 0 سمجھا جا سکتا ہے)۔ یہ ایک سادہ فہم ہے اور عملی کام میں ورکنگ پوائنٹ کے لیے کنٹرول کا طریقہ بھی ہے۔ مثال کے طور پر، ڈیٹا کمیونیکیشن میں، ہم چوٹی سے کم 3dB پوائنٹ پر کام کرتے ہیں، اور مربوط کمیونیکیشن میں، ہم کسی بھی روشنی کی جگہ پر کام کرتے ہیں۔ تاہم، آؤٹ پٹ سگنل کو کنٹرول کرنے کے لیے حرارتی اور گرمی کی کھپت کے ذریعے مرحلے کے فرق کو کنٹرول کرنے کا یہ طریقہ بہت طویل وقت لیتا ہے اور صرف 100Gpbs فی سیکنڈ کی ترسیل کی ہماری ضرورت کو پورا نہیں کر سکتا۔ لہذا، ہمیں ماڈیولیشن کی تیز رفتار شرح حاصل کرنے کا راستہ تلاش کرنا ہوگا۔

الیکٹریکل سیکشن بنیادی طور پر PN جنکشن سیکشن پر مشتمل ہوتا ہے جسے ہائی فریکوئنسی پر ریفریکٹیو انڈیکس کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور ٹریولنگ ویو الیکٹروڈ ڈھانچہ جو برقی سگنل اور آپٹیکل سگنل کی رفتار سے میل کھاتا ہے۔ اضطراری انڈیکس کو تبدیل کرنے کا اصول پلازما بازی اثر ہے، جسے فری کیریئر ڈسپریشن اثر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ اس جسمانی اثر سے مراد ہے کہ جب سیمی کنڈکٹر مواد میں آزاد کیریئرز کا ارتکاز تبدیل ہوتا ہے، تو مادے کے اپنے اضطراری انڈیکس کے حقیقی اور خیالی حصے بھی اسی کے مطابق بدل جاتے ہیں۔ جب سیمی کنڈکٹر مواد میں کیریئر کا ارتکاز بڑھتا ہے تو، مواد کے جذب گتانک میں اضافہ ہوتا ہے جبکہ ریفریکٹیو انڈیکس کا حقیقی حصہ کم ہوتا ہے۔ اسی طرح، جب سیمی کنڈکٹر مواد میں کیریئرز کم ہوتے ہیں، تو جذب قابلیت کم ہو جاتی ہے جبکہ ریفریکٹیو انڈیکس کا حقیقی حصہ بڑھ جاتا ہے۔ اس طرح کے اثر کے ساتھ، عملی ایپلی کیشنز میں، ٹرانسمیشن ویو گائیڈ میں کیریئرز کی تعداد کو ریگولیٹ کر کے ہائی فریکوئنسی سگنلز کی ماڈیولیشن حاصل کی جا سکتی ہے۔ بالآخر، 0 اور 1 سگنل آؤٹ پٹ پوزیشن پر ظاہر ہوتے ہیں، تیز رفتار برقی سگنل روشنی کی شدت کے طول و عرض پر لوڈ کرتے ہیں۔ اس کو حاصل کرنے کا طریقہ پی این جنکشن کے ذریعے ہے۔ خالص سلکان کے مفت کیریئر بہت کم ہیں، اور مقدار میں تبدیلی ریفریکٹیو انڈیکس میں تبدیلی کو پورا کرنے کے لیے ناکافی ہے۔ لہٰذا، ریفریکٹیو انڈیکس میں تبدیلی کو حاصل کرنے کے لیے سلیکون کو ڈوپ کر کے ٹرانسمیشن ویو گائیڈ میں کیریئر بیس کو بڑھانا ضروری ہے، اس طرح اعلیٰ شرح ماڈیولیشن حاصل کی جا سکتی ہے۔