Tambulisha moduli ya silicon photonic ya Mach-Zende ya MZM

Tambulisha kibadilishaji picha cha silicon cha Mach-Zendemoduli ya MZM

TheMach-zende modulator ndio sehemu muhimu zaidi kwenye mwisho wa kisambazaji katika moduli za picha za silicon za 400G/800G. Hivi sasa, kuna aina mbili za moduli kwenye mwisho wa kisambazaji cha moduli za picha za silicon zinazozalishwa kwa wingi: Aina moja ni moduli ya PAM4 kulingana na modi ya kufanya kazi ya 100Gbps ya chaneli moja, ambayo hufanikisha upitishaji wa data wa 800Gbps kupitia njia ya sambamba ya 4-channel/8 na inatumika hasa katika vituo vya data na Gpus. Bila shaka, moduli ya silicon ya 200Gbps ya silicon ya channel moja ya Mach-Zeonde ambayo itashindana na EML baada ya uzalishaji kwa wingi katika 100Gbps haipaswi kuwa mbali. Aina ya pili niModuli ya IQkutumika katika mawasiliano madhubuti ya macho ya umbali mrefu. Kuzama kwa madhubuti iliyotajwa katika hatua ya sasa inarejelea umbali wa upitishaji wa moduli za macho kutoka kwa maelfu ya kilomita kwenye mtandao wa uti wa mgongo wa mji mkuu hadi moduli za macho za ZR kutoka kilomita 80 hadi 120, na hata kwa moduli za macho za LR zinazoanzia kilomita 10 katika siku zijazo.

Kanuni ya kasi ya juumoduli za siliconinaweza kugawanywa katika sehemu mbili: optics na umeme.

Sehemu ya macho: Kanuni ya msingi ni interferometer ya Mach-zeund. Nuru ya mwanga hupitia mgawanyiko wa boriti 50-50 na inakuwa mihimili miwili ya mwanga yenye nishati sawa, ambayo inaendelea kupitishwa katika mikono miwili ya modulator. Kwa udhibiti wa awamu kwenye moja ya silaha (ambayo ni, index ya refractive ya silicon inabadilishwa na heater ili kubadilisha kasi ya uenezi wa mkono mmoja), mchanganyiko wa mwisho wa boriti unafanywa wakati wa kuondoka kwa silaha zote mbili. Urefu wa awamu ya mwingiliano (ambapo kilele cha mikono yote miwili hufikia wakati huo huo) na kughairiwa kwa uingiliaji (ambapo tofauti ya awamu ni 90° na vilele viko kinyume na mifereji ya maji) inaweza kupatikana kwa kuingiliwa, na hivyo kurekebisha mwangaza (ambao unaweza kueleweka kama 1 na 0 katika mawimbi ya dijitali). Huu ni uelewa rahisi na pia njia ya udhibiti wa mahali pa kufanya kazi katika kazi ya vitendo. Kwa mfano, katika mawasiliano ya data, tunafanya kazi kwa uhakika wa 3dB chini kuliko kilele, na katika mawasiliano madhubuti, tunafanya kazi bila mwanga. Hata hivyo, mbinu hii ya kudhibiti tofauti ya awamu kwa njia ya joto na utengano wa joto ili kudhibiti mawimbi ya pato huchukua muda mrefu sana na haiwezi kukidhi mahitaji yetu ya kusambaza 100Gpbs kwa sekunde. Kwa hivyo, tunapaswa kutafuta njia ya kufikia kiwango cha kasi cha moduli.

Sehemu ya umeme hasa inajumuisha sehemu ya makutano ya PN ambayo inahitaji kubadilisha index ya refractive kwa mzunguko wa juu, na muundo wa electrode wa wimbi la kusafiri unaofanana na kasi ya ishara ya umeme na ishara ya macho. Kanuni ya kubadilisha fahirisi ya refractive ni athari ya utawanyiko wa plasma, pia inajulikana kama athari ya msambazaji wa mtoa huduma huru. Inarejelea athari ya kimwili ambayo wakati mkusanyiko wa flygbolag za bure katika nyenzo za semiconductor hubadilika, sehemu halisi na za kufikiria za faharisi ya refractive ya nyenzo pia hubadilika ipasavyo. Wakati mkusanyiko wa carrier katika vifaa vya semiconductor huongezeka, mgawo wa kunyonya wa nyenzo huongezeka wakati sehemu halisi ya index ya refractive inapungua. Vile vile, wakati wabebaji katika nyenzo za semiconductor hupungua, mgawo wa kunyonya hupungua wakati sehemu halisi ya faharisi ya refractive huongezeka. Kwa athari kama hiyo, katika matumizi ya vitendo, urekebishaji wa ishara za masafa ya juu unaweza kupatikana kwa kudhibiti idadi ya wabebaji kwenye mwongozo wa wimbi la maambukizi. Hatimaye, ishara 0 na 1 zinaonekana kwenye nafasi ya pato, kupakia ishara za umeme za kasi ya juu kwenye amplitude ya mwanga wa mwanga. Njia ya kufanikisha hili ni kupitia makutano ya PN. Wabebaji wa bure wa silicon safi ni wachache sana, na mabadiliko ya wingi hayatoshi kukidhi mabadiliko katika faharisi ya refractive. Kwa hivyo, inahitajika kuongeza msingi wa carrier katika mwongozo wa wimbi la maambukizi kwa silicon ya doping ili kufikia mabadiliko katika faharisi ya refractive, na hivyo kufikia urekebishaji wa kiwango cha juu.