د لوړ سرعت همغږي ارتباط کمپیکٹ سیلیکون میشته آپټو الیکترونیک IQ ماډلیټر لپاره

کمپیکٹ سیلیکون پراساس آپټو الیکترونیکد IQ ماډلیټرد لوړ سرعت همغږي ارتباط لپاره
د ډیټا په مرکزونو کې د لوړې ډیټا لیږد نرخونو او د انرژي اغیزمن لیږدونکو لپاره مخ په زیاتیدونکي غوښتنې د کمپیکٹ لوړ فعالیت پراختیا هڅولېنظری ماډلیټرونه. د سیلیکون پراساس آپټو الکترونیکي ټیکنالوژي (SiPh) په یو واحد چپ کې د مختلف فوټونک اجزاو ادغام لپاره یو ژمن پلیټ فارم ګرځیدلی ، د کمپیکٹ او ارزانه حلونو وړ کول. دا مقاله به د GeSi EAMs پراساس د نوي کیریر سپپریس سلیکون IQ ماډلیټر وپلټي ، کوم چې تر 75 Gbaud پورې فریکونسۍ کې کار کولی شي.
د وسایلو ډیزاین او ځانګړتیاوې
وړاندیز شوی IQ ماډلیټر د درې بازو جوړښت یو کمپیکٹ غوره کوي، لکه څنګه چې په 1 (a) شکل کې ښودل شوي. د درې GeSi EAM او درې ترمو آپټیکل مرحلې شفټرونو څخه جوړ شوی ، د سمیټریک ترتیب غوره کول. د انپټ څراغ د ګرېټینګ کوپلر (GC) له لارې چپ سره یوځای شوی او په مساوي ډول د 1×3 ملټي موډ انټرفیرومیټر (MMI) له لارې په دریو لارو ویشل شوی. د ماډلیټر او فیز شفټر څخه تیریدو وروسته، رڼا د بل 1 × 3 MMI لخوا بیا یوځای کیږي او بیا د واحد موډ فایبر (SSMF) سره یوځای کیږي.

شکل 1: (a) د IQ ماډلر مایکروسکوپي عکس؛ (b) – (d) EO S21، د ورکیدو تناسب سپیکٹرم، او د یو واحد GeSi EAM لیږد؛ (e) د IQ ماډلیټر سکیمیک ډیاګرام او د فیز شفټر اړوند نظری مرحله؛ (f) په پیچلې الوتکه کې د کیریر فشار نمایش. لکه څنګه چې په 1 (b) شکل کې ښودل شوي، د GeSi EAM پراخه الیکٹرو-اپټیک بینډ ویت لري. شکل 1 (b) د 67 GHz نظری اجزا شنونکی (LCA) په کارولو سره د واحد GeSi EAM ازموینې جوړښت S21 پیرامیټر اندازه کړې. شکل 1 (c) او 1 (d) په ترتیب سره د جامد ختمیدو تناسب (ER) سپیکٹرا په مختلفو DC ولتاژونو کې او لیږد د 1555 نانومیټرو طول موج کې انځوروي.
لکه څنګه چې په 1 (e) شکل کې ښودل شوي، د دې ډیزاین اصلي ځانګړتیا په منځني بازو کې د مدغم شوي فیز شفټر په تنظیم کولو سره د نظری کیریرونو د فشارولو وړتیا ده. د پورتنۍ او ښکته بازو ترمینځ د مرحله توپیر π/2 دی، د پیچلي ټوننګ لپاره کارول کیږي، پداسې حال کې چې د منځني بازو ترمنځ د پړاو توپیر -3 π/4 دی. دا ترتیب کیریر ته د ویجاړونکي مداخلې اجازه ورکوي، لکه څنګه چې د شکل 1 (f) پیچلې الوتکې کې ښودل شوي.
تجربوي ترتیب او پایلې
د لوړ سرعت تجربوي ترتیب په 2 (a) شکل کې ښودل شوی. د خپل سري څپې جنراتور (Keysight M8194A) د سیګنال سرچینې په توګه کارول کیږي، او دوه د 60 GHz پړاو سره سمون لرونکي RF امپلیفیرونه (د یوځای شوي تعصب ټیسونو سره) د ماډلیټر چلوونکو په توګه کارول کیږي. د GeSi EAM تعصب ولتاژ -2.5 V دی، او د مرحلې سره سمون لرونکي RF کیبل د I او Q چینلونو تر مینځ د بریښنایی مرحلې نیمګړتیا کمولو لپاره کارول کیږي.
شکل 2: (a) د لوړ سرعت تجربوي ترتیب، (b) په 70 Gbaud کې د کیریر فشار، (c) د خطا کچه او د معلوماتو کچه، (d) په 70 Gbaud کې برج. د 100 kHz د کرښې اوږدوالی، د 1555 nm طول موج، او د 12 dBm بریښنا د نظری کیریر په توګه د سوداګریزې بهرنۍ غار لیزر (ECL) وکاروئ. د ترمیم وروسته، نظری سیګنال د یو په کارولو سره پراخ شوید erbium-doped فایبر امپلیفیر(EDFA) د چپ جوړونې زیانونو او د ماډلټر داخلولو زیانونو جبرانولو لپاره.
د ترلاسه کولو په پای کې، د آپټیکل سپیکٹرم شنونکی (OSA) د سیګنال سپیکٹرم او کیریر سپپریشن څارنه کوي، لکه څنګه چې د 70 Gbaud سیګنال لپاره په 2 (b) شکل کې ښودل شوي. د سیګنالونو ترلاسه کولو لپاره د دوه ګوني قطبي کولو همغږي ریسیور وکاروئ ، کوم چې د 90 درجې نظری مکسر او څلور لري40 GHz متوازن photodiodes، او د 33 GHz، 80 GSa/s ریښتیني وخت اوسیلوسکوپ (RTO) (Keysight DSOZ634A) سره وصل دی. د ECL دویمه سرچینه د 100 kHz کرښه لرونکی سره د ځایی اوسیلیټر (LO) په توګه کارول کیږي. د ټرانسمیټر له امله چې د واحد قطبي شرایطو لاندې فعالیت کوي ، یوازې دوه بریښنایی چینلونه د انلاګ څخه ډیجیټل تبادلې (ADC) لپاره کارول کیږي. معلومات په RTO کې ثبت شوي او د آفلاین ډیجیټل سیګنال پروسیسر (DSP) په کارولو سره پروسس کیږي.
لکه څنګه چې په 2 (c) شکل کې ښودل شوي، د IQ ماډلیټر د 40 Gbaud څخه تر 75 Gbaud پورې د QPSK ماډلولو فارمیټ په کارولو سره ازمول شوی. پایلې ښیي چې د 7٪ سختې پریکړې دمخه د غلطۍ اصلاح (HD-FEC) شرایطو لاندې، نرخ کولی شي 140 Gb/s ته ورسیږي؛ د 20٪ نرم پریکړې فارورډ غلطی اصلاح (SD-FEC) حالت لاندې ، سرعت کولی شي 150 Gb/s ته ورسیږي. په 70 Gbaud کې د برج ډیاګرام په 2 (d) شکل کې ښودل شوی. پایله د 33 GHz د اوسیلوسکوپ بینډ ویت لخوا محدوده ده ، کوم چې د نږدې 66 Gbaud سیګنال بډ ویت سره مساوي دی.

لکه څنګه چې په 2 (b) شکل کې ښودل شوي، د درې بازو جوړښت کولی شي په اغیزمنه توګه د 30 dB څخه ډیر د خالي کولو نرخ سره نظری کیریرونه فشار راوړي. دا جوړښت د کیریر بشپړ فشار ته اړتیا نلري او په ریسیورونو کې هم کارول کیدی شي چې د سیګنالونو بیرته ترلاسه کولو لپاره د کیریر ټونونو ته اړتیا لري ، لکه کرمر کرونیګ (KK) ریسیور. کیریر د مرکزي بازو فیز شفټر له لارې تنظیم کیدی شي ترڅو مطلوب کیریر ته د سایډ بانډ تناسب (CSR) ترلاسه کړي.
ګټې او غوښتنلیکونه
د دودیز مچ زیندر ماډلرانو سره پرتله کول (د MZM ماډلونکي) او نور سیلیکون میشته آپټو الیکترونیک IQ ماډلیټرونه ، وړاندیز شوی سیلیکون IQ ماډلیټر ډیری ګټې لري. لومړی، دا په اندازې کې کمپیکٹ دی، د IQ ماډلرانو په پرتله 10 ځله کوچنی دید مچ زیندر ماډلر(د بانډینګ پیډونو پرته) ، پدې توګه د ادغام کثافت ډیروي او د چپ ساحه کموي. دوهم، د سټیک شوي الیکټروډ ډیزاین د ترمینل مقاومت کونکو کارولو ته اړتیا نلري، په دې توګه د وسیلې ظرفیت او په هر بټ کې انرژي کموي. دریم، د کیریر فشار وړتیا د لیږد بریښنا کمولو اعظمي کوي، د انرژۍ موثریت نور هم ښه کوي.
برسېره پردې، د GeSi EAM نظری بینډ ویت خورا پراخ دی (د 30 نانومیټرو څخه ډیر)، د څو چینل فیډبیک کنټرول سرکټونو او پروسیسرونو اړتیا له منځه وړي ترڅو د مایکروویو ماډلیټرونو (MRMs) ریزونانس ثبات او همغږي کړي، په دې توګه ډیزاین ساده کوي.
دا کمپیکٹ او موثر IQ ماډلیټر د راتلونکي نسل لپاره خورا مناسب دی ، د لوړ چینل شمیرې ، او د ډیټا مرکزونو کې کوچني همغږي لیږدونکي ، د لوړ ظرفیت او ډیر انرژي موثر نظری ارتباط وړوي.
د کیریر فشار شوی سیلیکون IQ ماډلیټر د 20٪ SD-FEC شرایطو لاندې تر 150 Gb/s پورې د ډیټا لیږد نرخ سره عالي فعالیت ښیې. د GeSi EAM پر بنسټ د دې کمپیکٹ 3-arm جوړښت د فوټ نښان، د انرژۍ موثریت، او ډیزاین سادگي له مخې د پام وړ ګټې لري. دا ماډلیټر د آپټیکل کیریر د فشار یا تنظیم کولو وړتیا لري او د ملټي لاین کمپیکٹ همغږي لیږدونکو لپاره د همغږي کشف او کرمر کرونیګ (KK) کشف سکیمونو سره مدغم کیدی شي. ښودل شوي لاسته راوړنې د ډیټا مرکزونو او نورو برخو کې د لوړ ظرفیت ډیټا مخابراتو مخ په زیاتیدونکي غوښتنې پوره کولو لپاره د خورا مدغم او موثر نظری لیږدونکي احساس رامینځته کوي.