MZM ماڈیولیٹر پر مبنی آپٹیکل فریکوئنسی پتلا کرنے کی اسکیم

پر مبنی آپٹیکل فریکوئنسی پتلا کرنے کی اسکیمMZM ماڈیولیٹر

آپٹیکل فریکوئنسی بازی کو liDAR کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔روشنی کا ذریعہبیک وقت اخراج اور مختلف سمتوں میں اسکین کرنے کے لیے، اور اسے MUX ڈھانچے کو ختم کرتے ہوئے 800G FR4 کے کثیر طول موج روشنی کے منبع کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، کثیر طول موج کی روشنی کا ذریعہ یا تو کم طاقت ہے یا اچھی طرح سے پیک نہیں کیا گیا ہے، اور بہت سے مسائل ہیں. آج متعارف کرائی گئی اسکیم کے بہت سے فوائد ہیں اور حوالہ کے لیے اس کا حوالہ دیا جا سکتا ہے۔ اس کی ساخت کا خاکہ اس طرح دکھایا گیا ہے: ہائی پاورڈی ایف بی لیزرروشنی کا ذریعہ وقت کے ڈومین میں CW روشنی اور تعدد میں واحد طول موج ہے۔ سے گزرنے کے بعد aماڈیولیٹرایک مخصوص ماڈیولیشن فریکوئنسی fRF کے ساتھ، سائیڈ بینڈ تیار کیا جائے گا، اور سائیڈ بینڈ کا وقفہ ماڈیولڈ فریکوئنسی fRF ہے۔ ماڈیولیٹر LNOI ماڈیولیٹر کا استعمال کرتا ہے جس کی لمبائی 8.2 ملی میٹر ہے، جیسا کہ شکل b میں دکھایا گیا ہے۔ اعلی طاقت کے ایک طویل حصے کے بعدمرحلہ ماڈیولیٹر، ماڈیولیشن فریکوئنسی بھی fRF ہے، اور اس کے مرحلے کو RF سگنل اور روشنی کی نبض کی کرسٹ یا گرت بنانے کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ایک بڑی چہچہاہٹ ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ آپٹیکل دانت نکلتے ہیں۔ DC تعصب اور ماڈیولیٹر کی ماڈیولیشن گہرائی آپٹیکل فریکوئنسی بازی کی چپٹی کو متاثر کر سکتی ہے۔

ریاضیاتی طور پر، روشنی کے میدان کے بعد سگنل ماڈیولر کے ذریعہ ماڈیول کیا جاتا ہے:
یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ آؤٹ پٹ آپٹیکل فیلڈ ایک آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن ہے جس میں wrf کی فریکوئنسی وقفہ ہے، اور آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن ٹوتھ کی شدت DFB آپٹیکل پاور سے متعلق ہے۔ ایم زیڈ ایم ماڈیولٹر سے گزرنے والی روشنی کی شدت کو نقل کرکے اورپی ایم فیز ماڈیولیٹر، اور پھر FFT، آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن سپیکٹرم حاصل کیا جاتا ہے۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار آپٹیکل فریکوئنسی فلیٹنس اور ماڈیولیٹر DC تعصب اور اس تخروپن کی بنیاد پر ماڈیولیشن گہرائی کے درمیان براہ راست تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار 0.6π کے MZM تعصب DC اور 0.4π کی ماڈیولیشن گہرائی کے ساتھ مصنوعی اسپیکٹرل ڈایاگرام دکھاتا ہے، جو ظاہر کرتا ہے کہ اس کا چپٹا پن <5dB ہے۔

مندرجہ ذیل MZM ماڈیولیٹر کا پیکیج ڈایاگرام ہے، LN 500nm موٹا ہے، ایچنگ کی گہرائی 260nm ہے، اور ویو گائیڈ کی چوڑائی 1.5um ہے۔ سونے کے الیکٹروڈ کی موٹائی 1.2um ہے۔ اوپری کلیڈنگ SIO2 کی موٹائی 2um ہے۔

مندرجہ ذیل جانچ شدہ OFC کا سپیکٹرم ہے، جس میں 13 نظری طور پر ویرل دانت اور چپٹا پن <2.4dB ہے۔ ماڈیولیشن فریکوئنسی 5GHz ہے، اور MZM اور PM میں RF پاور لوڈنگ بالترتیب 11.24 dBm اور 24.96dBm ہے۔ آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن ایکسائٹیشن کے دانتوں کی تعداد کو PM-RF پاور کو مزید بڑھا کر بڑھایا جا سکتا ہے، اور آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن وقفہ کو ماڈیولیشن فریکوئنسی بڑھا کر بڑھایا جا سکتا ہے۔ تصویر
مندرجہ بالا LNOI اسکیم پر مبنی ہے، اور مندرجہ ذیل IIIV اسکیم پر مبنی ہے۔ ساخت کا خاکہ اس طرح ہے: چپ DBR لیزر، MZM ماڈیولیٹر، PM فیز ماڈیولیٹر، SOA اور SSC کو مربوط کرتی ہے۔ ایک واحد چپ اعلی کارکردگی آپٹیکل فریکوئنسی پتلا کرنے کو حاصل کر سکتی ہے۔

DBR لیزر کا SMSR 35dB ہے، لائن کی چوڑائی 38MHz ہے، اور ٹیوننگ رینج 9nm ہے۔

MZM ماڈیولیٹر کو 1mm کی لمبائی اور صرف 7GHz@3dB کی بینڈوتھ کے ساتھ سائیڈ بینڈ بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ بنیادی طور پر مائبادا کی مماثلت سے محدود، 20dB@-8B تعصب تک نظری نقصان

SOA کی لمبائی 500µm ہے، جس کا استعمال ماڈیولیشن آپٹیکل فرق کے نقصان کو پورا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور اسپیکٹرل بینڈوتھ 62nm@3dB@90mA ہے۔ آؤٹ پٹ پر مربوط SSC چپ کی جوڑنے کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے (کپلنگ کی کارکردگی 5dB ہے)۔ حتمی آؤٹ پٹ پاور تقریبا −7dBm ہے۔

آپٹیکل فریکوئنسی ڈسپریشن پیدا کرنے کے لیے، استعمال ہونے والی RF ماڈیولیشن فریکوئنسی 2.6GHz ہے، پاور 24.7dBm ہے، اور فیز ماڈیولیٹر کا Vpi 5V ہے۔ نیچے دی گئی تصویر 17 فوٹو فوبک دانت @10dB اور SNSR 30dB سے زیادہ کے ساتھ نتیجہ خیز فوٹو فوبک سپیکٹرم ہے۔

اسکیم کا مقصد 5G مائیکرو ویو ٹرانسمیشن کے لیے ہے، اور مندرجہ ذیل اعداد و شمار لائٹ ڈیٹیکٹر کے ذریعے پائے جانے والے اسپیکٹرم کا جزو ہے، جو فریکوئنسی سے 10 گنا زیادہ 26G سگنل پیدا کر سکتا ہے۔ یہ یہاں بیان نہیں کیا گیا ہے۔

خلاصہ یہ کہ اس طریقہ سے پیدا ہونے والی آپٹیکل فریکوئنسی میں مستحکم فریکوئنسی وقفہ، کم فیز شور، ہائی پاور اور آسان انضمام ہے، لیکن اس میں کئی مسائل بھی ہیں۔ PM پر لدے ہوئے RF سگنل کے لیے بڑی طاقت، نسبتاً زیادہ بجلی کی کھپت کی ضرورت ہوتی ہے، اور تعدد کا وقفہ 50GHz تک، ماڈیولیشن ریٹ کے لحاظ سے محدود ہوتا ہے، جس کے لیے FR8 سسٹم میں طول موج کا ایک بڑا وقفہ (عام طور پر>10nm) کی ضرورت ہوتی ہے۔ محدود استعمال، طاقت چپٹا اب بھی کافی نہیں ہے.