Ngawanohkeun modulator Mach-Zehnder fotonik silikonModulator MZM
Modulator Mach-Zehnder nyaéta komponén anu paling penting dina tungtung pemancar dina modul fotonik silikon 400G/800G. Ayeuna, aya dua jinis modulator dina tungtung pemancar modul fotonik silikon anu diproduksi sacara massal: Hiji jinis nyaéta modulator PAM4 dumasar kana modeu kerja 100Gbps saluran tunggal, anu ngahontal transmisi data 800Gbps ngaliwatan pendekatan paralel 4-kanal / 8-kanal sareng utamina diterapkeun dina pusat data sareng GPU. Tangtosna, modulator fotonik silikon 200Gbps saluran tunggal Mach-Zender anu bakal bersaing sareng EML saatos produksi massal dina 100Gbps henteu kedah jauh. Jenis anu kadua nyaétaModulator IQditerapkeun dina komunikasi optik koheren jarak jauh. Tilelep koheren anu disebutkeun dina tahap ayeuna nujul kana jarak transmisi modul optik ti rébuan kilométer dina jaringan tulang tonggong metropolitan dugi ka modul optik ZR ti 80 dugi ka 120 kilométer, sareng bahkan dugi ka modul optik LR ti 10 kilométer ka hareup.
Prinsip laju anu luhurmodulator silikonbisa dibagi jadi dua bagian: optik jeung listrik.
Bagian optik: Prinsip dasarna nyaéta interferometer Mach-Zehnder. Sinar cahaya ngaliwat beam splitter 50-50 sareng janten dua sinar cahaya kalayan énergi anu sami, anu teras ditransmisikeun dina dua panangan modulator. Ku kontrol fase dina salah sahiji panangan (nyaéta, indéks bias silikon dirobih ku pemanas pikeun ngarobih kecepatan rambatan hiji panangan), kombinasi sinar ahir dilaksanakeun di kaluarna dua panangan. Panjang fase interferensi (dimana puncak dua panangan ngahontal sacara simultan) sareng pembatalan interferensi (dimana bédana fase 90° sareng puncakna aya di sabalikna palung) tiasa kahontal ngalangkungan interferensi, ku kituna modulasi inténsitas cahaya (anu tiasa kahartos salaku 1 sareng 0 dina sinyal digital). Ieu mangrupikeun pamahaman anu saderhana sareng ogé metode kontrol pikeun titik kerja dina padamelan praktis. Salaku conto, dina komunikasi data, urang damel dina titik 3dB langkung handap tibatan puncak, sareng dina komunikasi koheren, urang damel tanpa titik cahaya. Nanging, metode pikeun ngontrol bédana fase ngalangkungan pemanasan sareng disipasi panas pikeun ngontrol sinyal kaluaran ieu peryogi waktos anu lami pisan sareng teu tiasa nyumponan sarat urang pikeun ngirimkeun 100Gpbs per detik. Ku kituna, urang kedah milarian cara pikeun ngahontal laju modulasi anu langkung gancang.
Bagian listrik utamina diwangun ku bagian sambungan PN anu kedah ngarobih indéks bias dina frékuénsi anu luhur, sareng struktur éléktroda gelombang perjalanan anu cocog sareng kecepatan sinyal listrik sareng sinyal optik. Prinsip ngarobih indéks bias nyaéta pangaruh dispersi plasma, ogé katelah pangaruh dispersi pamawa bébas. Ieu nujul kana pangaruh fisik yén nalika konsentrasi pamawa bébas dina bahan semikonduktor robih, bagian nyata sareng imajinér tina indéks bias bahan éta sorangan ogé robih sasuai. Nalika konsentrasi pamawa dina bahan semikonduktor ningkat, koéfisién panyerepan bahan ningkat sedengkeun bagian nyata tina indéks bias nurun. Nya kitu, nalika pamawa dina bahan semikonduktor turun, koéfisién panyerepan nurun sedengkeun bagian nyata tina indéks bias ningkat. Kalayan pangaruh sapertos kitu, dina aplikasi praktis, modulasi sinyal frékuénsi luhur tiasa kahontal ku cara ngatur jumlah pamawa dina pandu gelombang transmisi. Pamustunganana, sinyal 0 sareng 1 muncul dina posisi kaluaran, ngamuat sinyal listrik kecepatan tinggi kana amplitudo inténsitas cahaya. Cara pikeun ngahontal ieu nyaéta ngalangkungan sambungan PN. Pembawa bébas silikon murni saeutik pisan, sareng parobahan kuantitasna henteu cekap pikeun minuhan parobahan indéks bias. Ku kituna, perlu ningkatkeun basis pembawa dina pandu gelombang transmisi ku cara ngadoping silikon pikeun ngahontal parobahan indéks bias, sahingga ngahontal modulasi laju anu langkung luhur.
Waktos posting: 12 Méi-2025