ଉପରେ ଆଧାରିତ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପତଳା କରିବାର ଏକ ଯୋଜନାMZM ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍
ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡିସପର୍ସନକୁ liDAR ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବଆଲୋକ ଉତ୍ସଏକକାଳୀନ ବିଭିନ୍ନ ଦିଗରେ ନିର୍ଗତ ଏବଂ ସ୍କାନ କରିବା ପାଇଁ, ଏବଂ ଏହାକୁ 800G FR4 ର ଏକ ବହୁ-ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା MUX ଗଠନକୁ ଦୂର କରିଥାଏ। ସାଧାରଣତଃ, ବହୁ-ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ହୁଏତ କମ୍ ଶକ୍ତିଯୁକ୍ତ କିମ୍ବା ଭଲ ଭାବରେ ପ୍ୟାକେଜ ହୋଇନଥାଏ, ଏବଂ ଏଥିରେ ଅନେକ ସମସ୍ୟା ଥାଏ। ଆଜି ପ୍ରଚଳିତ ଯୋଜନାର ଅନେକ ସୁବିଧା ଅଛି ଏବଂ ଏହାକୁ ସନ୍ଦର୍ଭ ପାଇଁ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହାର ଗଠନ ଚିତ୍ର ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି: ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତିଯୁକ୍ତDFB ଲେଜରଆଲୋକ ଉତ୍ସ ହେଉଛି ସମୟ କ୍ଷେତ୍ରରେ CW ଆଲୋକ ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ଏକକ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ। ଏକ ଦେଇ ଗତି କରିବା ପରେମଡ୍ୟୁଲେଟରଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି fRF ସହିତ, ସାଇଡ୍ବ୍ୟାଣ୍ଡ ସୃଷ୍ଟି ହେବ, ଏବଂ ସାଇଡ୍ବ୍ୟାଣ୍ଡ ବ୍ୟବଧାନ ହେଉଛି ମଡ୍ୟୁଲେଟେଡ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି fRF। ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍ ଚିତ୍ର b ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, 8.2mm ଲମ୍ବ ସହିତ ଏକ LNOI ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତିର ଏକ ଲମ୍ବା ଅଂଶ ପରେପର୍ଯ୍ୟାୟ ମଡ୍ୟୁଲେଟର, ମଡ୍ୟୁଲେସନ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ମଧ୍ୟ fRF, ଏବଂ ଏହାର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପାଇଁ RF ସିଗନାଲର କ୍ରେଷ୍ଟ କିମ୍ବା ଟ୍ରଫ୍ ଏବଂ ଆଲୋକ ପଲ୍ସ ପରସ୍ପର ସାପେକ୍ଷ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ଫଳରେ ଏକ ବଡ଼ ଚିପ୍ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଅଧିକ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଦାନ୍ତ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ମଡ୍ୟୁଲେଟରର DC ପକ୍ଷପାତ ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେସନ ଗଭୀରତା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବିଚ୍ଛିନ୍ନତାର ସମତଳତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ।
ଗାଣିତିକ ଭାବରେ, ଆଲୋକ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ମଡ୍ୟୁଲେଟର ଦ୍ୱାରା ମଡ୍ୟୁଲେଟ୍ କରାଯିବା ପରେ ସଙ୍କେତ ହେଉଛି:
ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ଆଉଟପୁଟ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କ୍ଷେତ୍ର ହେଉଛି wrf ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବ୍ୟବଧାନ ସହିତ ଏକ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା, ଏବଂ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା ଦାନ୍ତର ତୀବ୍ରତା DFB ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଶକ୍ତି ସହିତ ଜଡିତ। MZM ମଡ୍ୟୁଲେଟର ଦେଇ ଗତି କରୁଥିବା ଆଲୋକ ତୀବ୍ରତାକୁ ସିମୁଲେଟ୍ କରି ଏବଂପିଏମ୍ ଫେଜ୍ ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍, ଏବଂ ତା’ପରେ FFT, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡିସପର୍ସନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। ନିମ୍ନଲିଖିତ ଚିତ୍ରଟି ଏହି ସିମୁଲେସନ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଫ୍ଲାଟନେସ୍ ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍ DC ବାୟାସ୍ ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଗଭୀରତା ମଧ୍ୟରେ ସିଧାସଳଖ ସମ୍ପର୍କ ଦର୍ଶାଉଛି।
ନିମ୍ନଲିଖିତ ଚିତ୍ରଟି 0.6π ର MZM ବାୟାସ୍ DC ଏବଂ 0.4π ର ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଗଭୀରତା ସହିତ ସିମୁଲେଟେଡ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରଲ୍ ଡାଇଗ୍ରାମ୍ ଦର୍ଶାଉଛି, ଯାହା ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଏହାର ସମତଳତା <5dB।
ନିମ୍ନଲିଖିତ MZM ମଡ୍ୟୁଲେଟରର ପ୍ୟାକେଜ୍ ଚିତ୍ର, LN 500nm ଘନ, ଏଚ୍ଚିଂ ଗଭୀରତା 260nm, ଏବଂ ୱେଭଗାଇଡ୍ ପ୍ରସ୍ଥ 1.5um। ସୁନା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ଘନତା 1.2um। ଉପର କ୍ଲାଡିଂ SIO2 ର ଘନତା 2um।
ନିମ୍ନଲିଖିତ ପରୀକ୍ଷିତ OFC ର ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍, 13 ଟି ଅପ୍ଟିକାଲି ସ୍ପାର୍ସ ଦାନ୍ତ ଏବଂ ସମତଳତା <2.4dB ସହିତ। ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି 5GHz, ଏବଂ MZM ଏବଂ PM ରେ RF ପାୱାର ଲୋଡିଂ ଯଥାକ୍ରମେ 11.24 dBm ଏବଂ 24.96dBm। PM-RF ପାୱାରକୁ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି କରି ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡିସପର୍ସନ୍ ଏକ୍ସାଇଟ୍ରେସନ୍ ର ଦାନ୍ତ ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ, ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବୃଦ୍ଧି କରି ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡିସପର୍ସନ୍ ବ୍ୟବଧାନ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ। ଚିତ୍ର
ଉପରୋକ୍ତ LNOI ସ୍କିମ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ, ଏବଂ ନିମ୍ନଲିଖିତ IIV ସ୍କିମ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ। ଗଠନ ଚିତ୍ର ନିମ୍ନଲିଖିତ: ଚିପ୍ DBR ଲେଜର, MZM ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍, PM ଫେଜ୍ ମଡ୍ୟୁଲେଟର୍, SOA ଏବଂ SSC କୁ ଏକୀକୃତ କରେ। ଗୋଟିଏ ଚିପ୍ ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଥିନିଂ ହାସଲ କରିପାରିବ।
DBR ଲେଜରର SMSR ହେଉଛି 35dB, ଲାଇନ ପ୍ରସ୍ଥ 38MHz, ଏବଂ ଟ୍ୟୁନିଂ ପରିସର ହେଉଛି 9nm।
MZM ମଡ୍ୟୁଲେଟର 1mm ଲମ୍ବ ଏବଂ କେବଳ 7GHz@3dB ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ସହିତ ସାଇଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଜେନେରେଟ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ମୁଖ୍ୟତଃ ପ୍ରତିବାଧା ଅସମେଳ, 20dB@-8B ବାୟାସ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କ୍ଷତି ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ।
SOA ଲମ୍ବ 500µm, ଯାହା ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଡିଫରେନ୍ସ କ୍ଷତି ପୂରଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏବଂ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରଲ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ 62nm@3dB@90mA। ଆଉଟପୁଟରେ ସମନ୍ୱିତ SSC ଚିପ୍ର କପଲିଂ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ (କପଲିଂ ଦକ୍ଷତା 5dB)। ଅନ୍ତିମ ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ପ୍ରାୟ −7dBm।
ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡିସପର୍ସନ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ, ବ୍ୟବହୃତ RF ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ହେଉଛି 2.6GHz, ପାୱାର ହେଉଛି 24.7dBm, ଏବଂ ଫେଜ୍ ମଡ୍ୟୁଲେଟରର Vpi ହେଉଛି 5V। ନିମ୍ନରେ ଥିବା ଚିତ୍ରଟି ହେଉଛି ଫଳାଫଳରେ ଆସୁଥିବା ଫଟୋଫୋବିକ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଯାହା 17ଟି ଫଟୋଫୋବିକ୍ ଦାନ୍ତ @10dB ଏବଂ SNSR 30dB ରୁ ଅଧିକ।
ଏହି ଯୋଜନାଟି 5G ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ପାଇଁ ଉଦ୍ଦିଷ୍ଟ, ଏବଂ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଚିତ୍ରଟି ଆଲୋକ ଡିଟେକ୍ଟର ଦ୍ୱାରା ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଥିବା ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଉପାଦାନ, ଯାହା ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିର 10 ଗୁଣ ଅଧିକ 26G ସିଗନାଲ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରିବ। ଏହା ଏଠାରେ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇ ନାହିଁ।
ସଂକ୍ଷେପରେ, ଏହି ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ସ୍ଥିର ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବ୍ୟବଧାନ, କମ୍ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଶବ୍ଦ, ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଏବଂ ସହଜ ସମନ୍ୱୟ ରହିଛି, କିନ୍ତୁ ଏଥିରେ ଅନେକ ସମସ୍ୟା ମଧ୍ୟ ଅଛି। PM ରେ ଲୋଡ୍ ହୋଇଥିବା RF ସିଗନାଲ ପାଇଁ ଅଧିକ ଶକ୍ତି, ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ଆବଶ୍ୟକ, ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବ୍ୟବଧାନ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ହାର ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ, 50GHz ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଯାହା ପାଇଁ FR8 ସିଷ୍ଟମରେ ଏକ ବଡ଼ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ବ୍ୟବଧାନ (ସାଧାରଣତଃ >10nm) ଆବଶ୍ୟକ। ସୀମିତ ବ୍ୟବହାର, ପାୱାର ସମତଳତା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଯଥେଷ୍ଟ ନୁହେଁ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମାର୍ଚ୍ଚ-୧୯-୨୦୨୪