Prezantoni modulatorin fotonik të silikonit Mach-ZendeModulatori MZM
I/E/Të/TëModulimi i Mach-zender është komponenti më i rëndësishëm në skajin transmetues në modulet fotonike të silikonit 400G/800G. Aktualisht, ekzistojnë dy lloje modulatorësh në skajin transmetues të moduleve fotonike të silikonit të prodhuara në masë: Një lloj është modulatori PAM4 i bazuar në një modalitet pune me një kanal të vetëm 100Gbps, i cili arrin transmetimin e të dhënave 800Gbps përmes një qasje paralele 4-kanale / 8-kanale dhe aplikohet kryesisht në qendrat e të dhënave dhe GPU-të. Sigurisht, një modulator Mach-Zeonde me një kanal 200Gbps fotonik të silikonit që do të konkurrojë me EML pas prodhimit masiv në 100Gbps nuk duhet të jetë shumë larg. Lloji i dytë ështëModulatori i IQ-sëtë aplikuara në komunikimin optik koherent në distanca të gjata. Zhytja koherente e përmendur në fazën aktuale i referohet distancës së transmetimit të moduleve optike që variojnë nga mijëra kilometra në rrjetin kryesor metropolitan në modulet optike ZR që variojnë nga 80 deri në 120 kilometra, dhe madje edhe në modulet optike LR që variojnë nga 10 kilometra në të ardhmen.
Parimi i shpejtësisë së lartëmodulatorë silikonimund të ndahet në dy pjesë: optikë dhe elektricitet.
Pjesa optike: Parimi bazë është një interferometër Mach-Zeund. Një rreze drite kalon nëpër një ndarës rrezesh 50-50 dhe bëhet dy rreze drite me energji të barabartë, të cilat vazhdojnë të transmetohen në dy krahët e modulatorit. Me anë të kontrollit të fazës në njërin prej krahëve (domethënë, indeksi i thyerjes së silikonit ndryshohet nga një ngrohës për të ndryshuar shpejtësinë e përhapjes së njërit krah), kombinimi përfundimtar i rrezes kryhet në dalje të të dy krahëve. Gjatësia e fazës së ndërhyrjes (ku majat e të dy krahëve arrijnë njëkohësisht) dhe anulimi i ndërhyrjes (ku ndryshimi i fazës është 90° dhe majat janë përballë lugëve) mund të arrihen përmes ndërhyrjes, duke moduluar kështu intensitetin e dritës (i cili mund të kuptohet si 1 dhe 0 në sinjalet dixhitale). Ky është një kuptim i thjeshtë dhe gjithashtu një metodë kontrolli për pikën e punës në punën praktike. Për shembull, në komunikimin e të dhënave, ne punojmë në një pikë 3dB më të ulët se maja, dhe në komunikimin koherent, ne punojmë në një pikë pa dritë. Megjithatë, kjo metodë e kontrollit të ndryshimit të fazës nëpërmjet ngrohjes dhe shpërndarjes së nxehtësisë për të kontrolluar sinjalin e daljes kërkon shumë kohë dhe thjesht nuk mund të përmbushë kërkesën tonë për transmetimin e 100 Gbps për sekondë. Prandaj, duhet të gjejmë një mënyrë për të arritur një shkallë më të shpejtë të modulimit.
Seksioni elektrik përbëhet kryesisht nga seksioni i kryqëzimit PN që duhet të ndryshojë indeksin e thyerjes në frekuencë të lartë, dhe struktura e elektrodës së valës udhëtuese që përputhet me shpejtësinë e sinjalit elektrik dhe sinjalit optik. Parimi i ndryshimit të indeksit të thyerjes është efekti i shpërndarjes së plazmës, i njohur edhe si efekti i shpërndarjes së bartësit të lirë. Ai i referohet efektit fizik që kur përqendrimi i bartësve të lirë në një material gjysmëpërçues ndryshon, pjesët reale dhe imagjinare të indeksit të thyerjes së vetë materialit ndryshojnë gjithashtu në përputhje me rrethanat. Kur përqendrimi i bartësve në materialet gjysmëpërçuese rritet, koeficienti i thithjes së materialit rritet, ndërsa pjesa reale e indeksit të thyerjes zvogëlohet. Në mënyrë të ngjashme, kur bartësit në materialet gjysmëpërçuese ulen, koeficienti i thithjes zvogëlohet, ndërsa pjesa reale e indeksit të thyerjes rritet. Me një efekt të tillë, në zbatimet praktike, modulimi i sinjaleve me frekuencë të lartë mund të arrihet duke rregulluar numrin e bartësve në valëpërçuesin e transmetimit. Përfundimisht, sinjalet 0 dhe 1 shfaqen në pozicionin e daljes, duke ngarkuar sinjale elektrike me shpejtësi të lartë në amplitudën e intensitetit të dritës. Mënyra për ta arritur këtë është përmes kryqëzimit PN. Bartësit e lirë të silicit të pastër janë shumë të pakët dhe ndryshimi në sasi është i pamjaftueshëm për të përmbushur ndryshimin në indeksin e thyerjes. Prandaj, është e nevojshme të rritet baza e bartësit në valëpërçuesin e transmetimit duke dopuar silic për të arritur ndryshimin në indeksin e thyerjes, duke arritur kështu modulim me shpejtësi më të lartë.
Koha e postimit: 12 maj 2025