Ipaila ang silicon photonic Mach-Zende modulator MZM modulator

Ipaila ang silicon photonic Mach-Zende modulatorMZM modulator

AngMach-zende modulator mao ang labing importante nga component sa transmitter katapusan sa 400G/800G silicon photonic modules. Sa pagkakaron, adunay duha ka matang sa modulators sa transmitter end sa mass-produced silicon photonic modules: Ang usa ka tipo mao ang PAM4 modulator base sa usa ka single-channel nga 100Gbps working mode, nga nakab-ot ang 800Gbps data transmission pinaagi sa 4-channel / 8-channel parallel approach ug kasagarang gigamit sa data centers ug Gpus. Siyempre, ang usa ka single-channel nga 200Gbps silicon photonics Mach-Zeonde modulator nga makigkompetensya sa EML human sa mass production sa 100Gbps kinahanglan dili layo. Ang ikaduha nga tipo mao angIQ modulatorgigamit sa long-distance coherent optical communication. Ang managsama nga pagkalunod nga gihisgutan sa karon nga yugto nagtumong sa transmission distance sa optical modules gikan sa liboan ka kilometro sa metropolitan backbone network hangtod sa ZR optical modules gikan sa 80 hangtod 120 kilometros, ug bisan sa LR optical modules gikan sa 10 kilometros sa umaabot.

Ang prinsipyo sa high-speedmga modulator sa silikonmahimong bahinon sa duha ka bahin: optika ug elektrisidad.

Optical nga bahin: Ang sukaranan nga prinsipyo mao ang Mach-zeund interferometer. Ang usa ka sinag sa kahayag moagi sa usa ka 50-50 nga beam splitter ug mahimong duha ka silaw sa kahayag nga adunay managsama nga kusog, nga padayon nga gipasa sa duha ka bukton sa modulator. Pinaagi sa pagkontrol sa hugna sa usa sa mga bukton (nga mao, ang refractive index sa silicon giusab sa usa ka heater aron mabag-o ang katulin sa pagpasanay sa usa ka bukton), ang katapusan nga kombinasyon sa sinag gihimo sa paggawas sa duha nga mga bukton. Ang gitas-on sa interference nga bahin (diin ang mga taluktok sa duha ka bukton makaabot nga dungan) ug ang pagkanselar sa interference (diin ang kalainan sa hugna mao ang 90 ° ug ang mga taluktok anaa sa atbang sa mga troughs) mahimong makab-ot pinaagi sa interference, sa ingon modulate ang kahayag intensity (nga mahimong sabton nga 1 ug 0 sa digital signal). Kini usa ka yano nga pagsabut ug usa usab ka pamaagi sa pagkontrol alang sa punto sa pagtrabaho sa praktikal nga trabaho. Pananglitan, sa komunikasyon sa datos, nagtrabaho kami sa usa ka punto nga 3dB nga mas ubos kaysa sa peak, ug sa managsama nga komunikasyon, nagtrabaho kami sa wala’y kahayag nga lugar. Bisan pa, kini nga pamaagi sa pagpugong sa kalainan sa hugna pinaagi sa pagpainit ug pagwagtang sa kainit aron makontrol ang signal sa output dugay kaayo ug dili gyud matuman ang among kinahanglanon sa pagpasa sa 100Gpbs matag segundo. Busa, kinahanglan kitang mangita og paagi aron makab-ot ang mas paspas nga rate sa modulasyon.

Ang elektrikal nga seksyon nag-una nga naglangkob sa PN junction seksyon nga kinahanglan nga usbon ang refractive index sa taas nga frequency, ug ang nagbiyahe nga wave electrode nga estraktura nga mohaum sa gikusgon sa electrical signal ug sa optical signal. Ang prinsipyo sa pagbag-o sa refractive index mao ang plasma dispersion effect, nailhan usab nga free carrier dispersion effect. Kini nagtumong sa pisikal nga epekto nga kung ang konsentrasyon sa mga libre nga carrier sa usa ka semiconductor nga materyal mausab, ang tinuod ug hinanduraw nga mga bahin sa kaugalingon nga refractive index sa materyal usab mausab sumala niana. Kung ang konsentrasyon sa carrier sa mga semiconductor nga mga materyales mosaka, ang pagsuyup nga coefficient sa materyal nagdugang samtang ang tinuod nga bahin sa refractive index mikunhod. Sa susama, kung ang mga tagdala sa mga materyal nga semiconductor mikunhod, ang coefficient sa pagsuyup mikunhod samtang ang tinuud nga bahin sa refractive index nagdugang. Sa ingon nga epekto, sa praktikal nga mga aplikasyon, ang modulasyon sa mga high-frequency nga signal mahimong makab-ot pinaagi sa pag-regulate sa gidaghanon sa mga tagdala sa transmission waveguide. Sa kadugayan, ang 0 ug 1 nga mga signal makita sa output nga posisyon, nagkarga sa high-speed electrical signal ngadto sa amplitude sa light intensity. Ang paagi aron makab-ot kini pinaagi sa PN junction. Ang mga libre nga tigdala sa puro nga silikon gamay ra, ug ang pagbag-o sa gidaghanon dili igo aron matubag ang pagbag-o sa refractive index. Busa, gikinahanglan nga madugangan ang carrier base sa transmission waveguide pinaagi sa doping silicon aron makab-ot ang kausaban sa refractive index, sa ingon makab-ot ang mas taas nga rate modulation.