Tambulisha kidhibiti cha fotoniki cha silikoni cha Mach-Zehnder kidhibiti cha MZM

Tambulisha kidhibiti cha fotoniki cha silikoni cha Mach-ZehnderKidhibiti cha MZM

Moduli ya Mach-Zehnder ndiyo sehemu muhimu zaidi kwenye ncha ya kipitishia katika moduli za fotoniki za silikoni za 400G/800G. Hivi sasa, kuna aina mbili za vidhibiti kwenye ncha ya kipitishia ya moduli za fotoniki za silikoni zinazozalishwa kwa wingi: Aina moja ni modulator ya PAM4 kulingana na hali ya kufanya kazi ya 100Gbps ya chaneli moja, ambayo inafanikisha uwasilishaji wa data wa 800Gbps kupitia mbinu sambamba ya chaneli 4/8 na inatumika zaidi katika vituo vya data na Gpus. Bila shaka, modulator ya fotoniki za silikoni za 200Gbps ya chaneli moja ambayo itashindana na EML baada ya uzalishaji wa wingi kwa 100Gbps haipaswi kuwa mbali sana. Aina ya pili niKidhibiti cha IQInatumika katika mawasiliano ya macho yenye uthabiti wa masafa marefu. Kuzama kwa uthabiti kunakotajwa katika hatua ya sasa kunarejelea umbali wa upitishaji wa moduli za macho kuanzia maelfu ya kilomita katika mtandao wa uti wa mgongo wa jiji hadi moduli za macho za ZR kuanzia kilomita 80 hadi 120, na hata hadi moduli za macho za LR kuanzia kilomita 10 katika siku zijazo.

Kanuni ya kasi ya juuvidhibiti vya siliconinaweza kugawanywa katika sehemu mbili: optiki na umeme.

Sehemu ya macho: Kanuni ya msingi ni kipima-umbo cha Mach-Zehnder. Mwangaza wa mwanga hupita kwenye kigawanyiko cha miale 50-50 na kuwa miale miwili ya mwanga yenye nishati sawa, ambayo huendelea kusambazwa katika mikono miwili ya modulator. Kwa udhibiti wa awamu kwenye moja ya mikono (yaani, faharisi ya kuakisi ya silicon hubadilishwa na hita ili kubadilisha kasi ya uenezaji wa mkono mmoja), mchanganyiko wa mwisho wa miale hufanywa wakati wa kutokea kwa mikono yote miwili. Urefu wa awamu ya kuingilia (ambapo vilele vya mikono yote miwili hufikia wakati mmoja) na kufutwa kwa kuingilia (ambapo tofauti ya awamu ni 90° na vilele viko kinyume na mifereji) vinaweza kupatikana kupitia kuingilia, na hivyo kurekebisha nguvu ya mwanga (ambayo inaweza kueleweka kama 1 na 0 katika ishara za kidijitali). Huu ni uelewa rahisi na pia njia ya udhibiti kwa sehemu ya kufanya kazi katika kazi ya vitendo. Kwa mfano, katika mawasiliano ya data, tunafanya kazi katika sehemu ya 3dB chini kuliko kilele, na katika mawasiliano thabiti, hatufanyi kazi mahali pasipo na mwanga. Hata hivyo, njia hii ya kudhibiti tofauti ya awamu kupitia kupasha joto na utengamano wa joto ili kudhibiti ishara ya kutoa inachukua muda mrefu sana na haiwezi kukidhi mahitaji yetu ya kutuma 100Gpbs kwa sekunde. Kwa hivyo, tunapaswa kutafuta njia ya kufikia kiwango cha kasi cha urekebishaji.

Sehemu ya umeme hasa ina sehemu ya makutano ya PN ambayo inahitaji kubadilisha faharisi ya kuakisi kwa masafa ya juu, na muundo wa elektrodi ya wimbi linalosafiri linalolingana na kasi ya ishara ya umeme na ishara ya macho. Kanuni ya kubadilisha faharisi ya kuakisi ni athari ya utawanyiko wa plasma, pia inajulikana kama athari ya utawanyiko wa mtoa huduma huru. Inarejelea athari ya kimwili ambayo wakati mkusanyiko wa watoa huduma huru katika nyenzo ya semiconductor hubadilika, sehemu halisi na za kufikirika za faharisi ya kuakisi ya nyenzo pia hubadilika ipasavyo. Wakati mkusanyiko wa mtoa huduma katika nyenzo za semiconductor unapoongezeka, mgawo wa unyonyaji wa nyenzo huongezeka huku sehemu halisi ya faharisi ya kuakisi ikipungua. Vile vile, wakati watoa huduma katika nyenzo za semiconductor unapopungua, mgawo wa unyonyaji hupungua huku sehemu halisi ya faharisi ya kuakisi ikiongezeka. Kwa athari kama hiyo, katika matumizi ya vitendo, urekebishaji wa ishara za masafa ya juu unaweza kupatikana kwa kudhibiti idadi ya watoa huduma katika mwongozo wa wimbi la upitishaji. Hatimaye, ishara 0 na 1 zinaonekana katika nafasi ya kutoa, zikipakia ishara za umeme za kasi ya juu kwenye amplitude ya nguvu ya mwanga. Njia ya kufikia hili ni kupitia makutano ya PN. Vibebaji huru vya silikoni safi ni vichache sana, na mabadiliko ya wingi hayatoshi kukidhi mabadiliko ya faharasa ya kuakisi. Kwa hivyo, ni muhimu kuongeza msingi wa kibebaji katika mwongozo wa wimbi la upitishaji kwa kutumia silikoni ili kufikia mabadiliko katika faharasa ya kuakisi, na hivyo kufikia urekebishaji wa kiwango cha juu.