يۇقىرى سۈرئەتلىك ماسلاشتۇرۇلغان ئالاقە ئىخچام كرېمنىينى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ئېلېكترونلۇق IQ مودۇللىغۇچ ئۈچۈن

ئىخچام كرېمنىينى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ئېلېكترونIQ مودېللىغۇچيۇقىرى سۈرئەتلىك ماسلىشىشچان ئالاقە ئۈچۈن
تېخىمۇ يۇقىرى سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش نىسبىتى ۋە سانلىق مەلۇمات مەركىزىدىكى ئېنېرگىيە تېجەيدىغان ئۆتكۈزگۈچكە بولغان ئېھتىياجنىڭ ئېشىشى ئىخچام يۇقىرى ئىقتىدارلىق تەرەققىياتنىڭ تەرەققىياتىغا تۈرتكە بولدىئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ. كرېمنىينى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ئېلېكترون تېخنىكىسى (SiPh) ھەر خىل فوتون زاپچاسلىرىنى يەككە ئۆزەككە بىرلەشتۈرۈشنىڭ ئىستىقباللىق سۇپىسىغا ئايلىنىپ ، ئىخچام ۋە تېجەشلىك ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ. بۇ ماقالىدە GeSi EAMs نى ئاساس قىلغان رومان توشۇغۇچى بېسىلغان كرېمنىي IQ مودۇللىغۇچ ئۈستىدە ئىزدىنىلىدۇ ، بۇ چاستوتىسى 75 Gbaud غا يېتىدۇ.
ئۈسكۈنىنىڭ لايىھىلىنىشى ۋە ئالاھىدىلىكى
ئوتتۇرىغا قويۇلغان IQ مودېللىغۇچ 1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ئىخچام ئۈچ قول قۇرۇلمىسىنى قوللىنىدۇ. ئۈچ GeSi EAM ۋە ئۈچ تېرمو ئوپتىكىلىق فازا ئالماشتۇرغۇچتىن تەركىب تاپقان ، سىممېترىك سەپلىمىنى قوللانغان. كىرگۈزۈش چىرىغى ئۆزەك تورغا ئۇلاش ئېغىزى (GC) ئارقىلىق ئۆز-ئارا تۇتاشتۇرۇلۇپ ، 1 × 3 كۆپ شەكىللىك ئارىلىق ئارىلىقى (MMI) ئارقىلىق تەكشى ئۈچ يولغا ئايرىلىدۇ. مودۇللىغۇچ ۋە فازا ئالماشتۇرغۇچتىن ئۆتكەندىن كېيىن ، نۇر يەنە 1 × 3 MMI بىلەن قايتا ھاسىل بولىدۇ ، ئاندىن يەككە ھالەتتىكى تالا (SSMF) غا ئۇلىنىدۇ.

1-رەسىم: (a) IQ مودېللىغۇچنىڭ مىكروسكوپلۇق سۈرىتى (b) - (d) EO S21 ، يوقىلىش نىسبىتى سپېكترى ۋە يەككە GeSi EAM نىڭ تارقىلىشى ؛ (5) IQ مودېللىغۇچنىڭ سىخېما دىئاگراممىسى ۋە باسقۇچلۇق يۆتكىلىشنىڭ ماس ئوپتىكىلىق باسقۇچى ؛ (6) مۇرەككەپ ئايروپىلاندىكى توشۇغۇچىنى بېسىش ئىپادىسى. 1-رەسىم (b) دە كۆرسىتىلگەندەك ، GeSi EAM نىڭ ئېلېكتر ئوپتىكىلىق كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى بار. رەسىم 1 (b) 67 GHz ئوپتىكىلىق زاپچاس ئانالىزچىسى (LCA) ئارقىلىق يەككە GeSi EAM سىناق قۇرۇلمىسىنىڭ S21 پارامېتىرىنى ئۆلچەپ چىقتى. 1 (c) ۋە 1 (d) رەسىملەردە ئوخشىمىغان DC توك بېسىمىدىكى تۇراقلىق يوقىلىش نىسبىتى (ER) سپېكترى ۋە دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1555 نانومېتىر تەسۋىرلەنگەن.
1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، بۇ لايىھەنىڭ ئاساسلىق ئالاھىدىلىكى ئوتتۇرا بىلەكتىكى توپلاشتۇرۇلغان فازىلىق تەڭشىگۈچنى تەڭشەش ئارقىلىق ئوپتىكىلىق توشۇغۇچىنى بېسىش ئىقتىدارى. ئۈستۈنكى ۋە تۆۋەنكى قولنىڭ فازا پەرقى π / 2 بولۇپ ، مۇرەككەپ تەڭشەشكە ئىشلىتىلىدۇ ، ئوتتۇرا بىلەكنىڭ فازا پەرقى -3 π / 4. بۇ سەپلىمە 1-رەسىم (f) نىڭ مۇرەككەپ تەكشىلىكىدە كۆرسىتىلگەندەك ، توشۇغۇچىغا بۇزغۇنچىلىق خاراكتېرلىك ئارىلىشىشقا يول قويىدۇ.
تەجرىبە تەڭشەش ۋە نەتىجە
يۇقىرى سۈرئەتلىك تەجرىبە قۇرۇلمىسى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئىختىيارى دولقۇن شەكلىدىكى گېنېراتور (Keysight M8194A) سىگنال مەنبەسى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ ، 60 GHz لىق ئىككى باسقۇچلۇق ماسلاشتۇرۇلغان RF كۈچەيتكۈچ (توپلاشتۇرۇلغان بىر تەرەپلىمە چاق بىلەن) مودېل قوزغاتقۇچ سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. GeSi EAM نىڭ بىر تەرەپلىمىلىك بېسىمى -2.5 V ، فازا ماسلاشتۇرۇلغان RF سىمى I ۋە Q قاناللىرى ئارىسىدىكى ئېلېكتر باسقۇچىنىڭ ماس كەلمەسلىكىنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ.
2-رەسىم: ئوپتىكىلىق توشۇغۇچى سۈپىتىدە سودا كەڭلىكى لازېر (ECL) نى ئىشلىتىڭ ، كەڭلىكى 100 kHz ، دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1555 nm ، قۇۋۋىتى 12 dBm. تەقلىد قىلىنغاندىن كېيىن ، ئوپتىكىلىق سىگنال كۈچەيتىلگەنerbium كۆپەيتىلگەن تالا كۈچەيتكۈچ(EDFA) ئۆزەكنىڭ تۇتاشتۇرۇش زىيىنى ۋە مودۇللاشتۇرغۇچ قىستۇرۇش زىيىنىنى تولۇقلايدۇ.
كۈتۈۋېلىش ئاخىرلاشقاندا ، ئوپتىكىلىق سپېكترى ئانالىزچىسى (OSA) 70 Gbaud سىگىنالىنىڭ 2-رەسىم (b) دە كۆرسىتىلگەندەك سىگنال سپېكترى ۋە توشۇغۇچىنىڭ بېسىلىشىنى نازارەت قىلىدۇ. قوش قۇتۇپلىشىش ماسلاشتۇرغۇچنى ئىشلىتىپ سىگنال قوبۇل قىلىڭ ، بۇ 90 گرادۇسلۇق ئوپتىكىلىق ئارىلاشتۇرغۇچ ۋە تۆتتىن تەركىب تاپقان40 GHz تەڭپۇڭلاشتۇرۇلغان فودىئودى، ھەمدە 33 GHz ، 80 GSa / s ھەقىقىي ۋاقىتتىكى ئوسلوسلوسكوپ (RTO) (Keysight DSOZ634A) غا ئۇلانغان. 100KHz لىك كەڭلىكتىكى ئىككىنچى ECL مەنبەسى يەرلىك تەۋرىنىش (LO) سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. تارقاتقۇچ يەككە قۇتۇپلىشىش شارائىتىدا مەشغۇلات قىلىدىغان بولغاچقا ، ئوخشىتىشتىن رەقەملىك ئايلاندۇرۇش (ADC) ئۈچۈن پەقەت ئىككى ئېلېكترونلۇق يول ئىشلىتىلىدۇ. بۇ سانلىق مەلۇمات RTO دا خاتىرىلەنگەن ۋە تورسىز رەقەملىك سىگنال بىر تەرەپ قىلغۇچ (DSP) ئارقىلىق بىر تەرەپ قىلىنغان.
2 (c) رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، IQ مودۇللىغۇچ QPSK مودۇللاشتۇرۇش فورماتى ئارقىلىق 40 Gbaud دىن 75 Gbaud غىچە سىناق قىلىندى. نەتىجىدە كۆرسىتىلىشىچە ،% 7 قاتتىق قارار چىقىرىش خاتالىقىنى تۈزىتىش (HD-FEC) شارائىتىدا ، سۈرئەت 140 Gb / s غا يېتىدىكەن. % 20 يۇمشاق قارار ئالدىدىكى خاتالىق تۈزىتىش (SD-FEC) شەرتى ئاستىدا ، سۈرئىتى 150 Gb / s غا يېتىدۇ. 70 Gbaud دىكى يۇلتۇز تۈركۈمى دىئاگراممىسى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. نەتىجىدە 33 GHz لىق ئوسلوسلوسكوپ كەڭلىكى بىلەن چەكلەنگەن ، بۇ تەخمىنەن 66 Gbaud سىگنال كەڭلىكىگە باراۋەر.

2-رەسىم (b) دە كۆرسىتىلگەندەك ، ئۈچ قول قۇرۇلمىسى ئوپتىكىلىق توشۇغۇچىلارنى ئۈنۈملۈك ھالدا 30 dB دىن ئاشۇرالايدۇ. بۇ قۇرۇلما توشۇغۇچىنى تولۇق بېسىشنى تەلەپ قىلمايدۇ ، شۇنداقلا قوبۇللىغۇچتا Kramer Kronig (KK) قوبۇللىغۇچ قاتارلىق سىگناللارنى ئەسلىگە كەلتۈرۈشنى تەلەپ قىلىدىغان قوبۇللىغۇچتا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. توشۇغۇچىنى مەركىزى بىلەك باسقۇچى ئارقىلىق تەڭشىگىلى بولىدۇ ، كۆڭۈلدىكىدەك توشۇغۇچىنىڭ يان بەلۋاغ نىسبىتى (CSR) گە يېتىدۇ.
ئەۋزەللىكى ۋە قوللىنىشلىرى
ئەنئەنىۋى Mach Zehnder مودۇللىغۇچقا سېلىشتۇرغاندا (MZM مودېللىغۇچ) ۋە باشقا كرېمنىينى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ئېلېكترونلۇق IQ مودۇللىغۇچ ، ئوتتۇرىغا قويۇلغان كرېمنىي IQ مودۇللىغۇچنىڭ كۆپ ئەۋزەللىكى بار. بىرىنچىدىن ، ئۇنىڭ ھەجىمى ئىخچام بولۇپ ، ئاساس قىلىنغان IQ مودۇللىغۇچتىن 10 ھەسسە كىچىكMach Zehnder مودۇللىغۇچ. ئىككىنچىدىن ، دۆۋىلەنگەن ئېلېكترود لايىھىسى تېرمىنال قارشىلىق كۆرسەتكۈچىنى ئىشلىتىشنى تەلەپ قىلمايدۇ ، بۇ ئارقىلىق ئۈسكۈنىنىڭ سىغىمى ۋە ئېنېرگىيىسىنى بىر ئاز تۆۋەنلىتىدۇ. ئۈچىنچىسى ، توشۇغۇچىنى بېسىش ئىقتىدارى يەتكۈزۈش قۇۋۋىتىنى تۆۋەنلىتىپ ، ئېنېرگىيە ئۈنۈمىنى تېخىمۇ ئۆستۈرىدۇ.
بۇنىڭدىن باشقا ، GeSi EAM نىڭ ئوپتىكىلىق كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى (30 نانومېتىردىن ئاشىدۇ) ، كۆپ يوللۇق ئىنكاس كونترول توك يولى ۋە بىر تەرەپ قىلغۇچنىڭ مىكرو دولقۇنلۇق مودۇلور (MRM) نىڭ رېزونانىسنى مۇقىملاشتۇرۇش ۋە ماس قەدەملەش ئېھتىياجىنى يوقاتتى ، بۇ ئارقىلىق لايىھەنى ئاددىيلاشتۇردى.
بۇ ئىخچام ۋە ئۈنۈملۈك IQ مودېللىغۇچ كېيىنكى ئەۋلاد ، يۇقىرى قانال سانى ۋە سانلىق مەلۇمات مەركىزىدىكى كىچىك ماسلاشتۇرۇلغان ئۆتكۈزگۈچكە ئىنتايىن ماس كېلىدۇ ، تېخىمۇ يۇقىرى سىغىمچانلىقى ۋە تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ئېنېرگىيە ئوپتىكىلىق ئالاقىسىنى تەمىنلەيدۇ.
توشۇغۇچى بېسىلغان كرېمنىي IQ مودېللىغۇچنىڭ ئىپادىسى ناھايىتى ياخشى بولۇپ ،% 20 SD-FEC شارائىتىدا سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش سۈرئىتى 150 Gb / s غا يېتىدۇ. ئۇنىڭ GeSi EAM نى ئاساس قىلغان ئىخچام 3 قول قۇرۇلمىسى ئاياغ ئىزى ، ئېنېرگىيە ئۈنۈمى ۋە لايىھىلەش ئاددىيلىقى جەھەتتە كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىككە ئىگە. بۇ مودېللىغۇچ ئوپتىكىلىق توشۇغۇچىنى بېسىش ياكى تەڭشەش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ ، كۆپ لىنىيىلىك ئىخچام ماسلاشتۇرغۇچنىڭ ماس قەدەملىك بايقاش ۋە Kramer Kronig (KK) بايقاش لايىھىسى بىلەن بىرلەشتۈرگىلى بولىدۇ. كۆرسىتىلگەن مۇۋەپپەقىيەتلەر بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن ۋە ئۈنۈملۈك ئوپتىكىلىق ئۆتكۈزگۈچنىڭ ئەمەلگە ئېشىشىنى ئىلگىرى سۈرۈپ ، سانلىق مەلۇمات مەركىزى ۋە باشقا ساھەدىكى يۇقىرى سىغىملىق سانلىق مەلۇمات ئالاقىسىگە بولغان ئېھتىياجنى قاندۇردى.