Модулятори фотонии силиконии Mach-Zehnder-ро муаррифӣ кунедМодулятори MZM
Модулятори Mach-Zehnder муҳимтарин ҷузъ дар охири интиқолдиҳанда дар модулҳои фотонии силиконии 400G/800G мебошад. Дар айни замон, дар охири интиқолдиҳандаи модулҳои фотонии силиконии истеҳсоли оммавӣ ду намуди модулятор мавҷуд аст: Як намуд модулятори PAM4 мебошад, ки бар асоси режими кории якканалӣ 100Gbps асос ёфтааст, ки интиқоли маълумотро тавассути равиши параллелии 4-каналӣ / 8-каналӣ ба 800Gbps мерасонад ва асосан дар марказҳои додаҳо ва GPU истифода мешавад. Албатта, модулятори фотонии силиконии Mach-Zender якканалӣ 200Gbps, ки пас аз истеҳсоли оммавӣ дар 100Gbps бо EML рақобат хоҳад кард, набояд аз эҳтимол дур бошад. Навъи дуюм ин аст, киМодулятори IQдар алоқаи оптикии когерентии масофаи дур истифода мешавад. Ғарқшавии когерентӣ, ки дар марҳилаи ҳозира зикр шудааст, ба масофаи интиқоли модулҳои оптикӣ, ки аз ҳазорҳо километр дар шабакаи магистрали метрополитен то модулҳои оптикии ZR аз 80 то 120 километр ва ҳатто дар оянда то модулҳои оптикии LR аз 10 километр тӯл мекашанд, дахл дорад.
Принсипи суръати баландмодуляторҳои кремнийонро ба ду қисм тақсим кардан мумкин аст: оптика ва барқ.
Қисми оптикӣ: Принсипи асосӣ интерферометри Мах-Зендер мебошад. Шуоъ аз тақсимкунандаи шуоъҳои 50-50 мегузарад ва ба ду шуоъи нур бо энергияи баробар табдил меёбад, ки дар ду бозуи модулятор интиқол дода мешаванд. Бо назорати фаза дар яке аз бозуҳо (яъне нишондиҳандаи шикасти кремний аз ҷониби гармкунак тағир дода мешавад, то суръати паҳншавии як бозуро тағйир диҳад), омезиши ниҳоии шуоъ дар баромади ҳарду бозу анҷом дода мешавад. Дарозии фазаи халал (ки дар он қуллаҳои ҳарду бозу ҳамзамон мерасанд) ва бекоркунии халал (ки дар он фарқияти фаза 90° аст ва қуллаҳо муқобили ҷӯйборҳо мебошанд) метавонанд тавассути халал ба даст оварда шаванд ва бо ин васила шиддати рӯшноиро модулятсия кунанд (ки онро дар сигналҳои рақамӣ ҳамчун 1 ва 0 фаҳмидан мумкин аст). Ин як фаҳмиши оддӣ ва инчунин усули назорат барои нуқтаи корӣ дар кори амалӣ мебошад. Масалан, дар муоширати маълумот, мо дар нуқтае кор мекунем, ки 3дБ камтар аз қулла аст ва дар муоширати когерентӣ, мо дар нуқтаи бе рӯшноӣ кор мекунем. Аммо, ин усули назорати фарқияти фаза тавассути гармкунӣ ва паҳншавии гармӣ барои назорати сигнали баромад вақти хеле зиёдро мегирад ва наметавонад талаботи моро оид ба интиқоли 100 Гбит/с дар як сония қонеъ гардонад. Аз ин рӯ, мо бояд роҳеро барои ноил шудан ба суръати тезтари модулятсия пайдо кунем.
Қисмати барқӣ асосан аз қисмати пайванди PN иборат аст, ки бояд нишондиҳандаи шикастро дар басомади баланд тағйир диҳад ва сохтори электроди мавҷи сайёр, ки бо суръати сигнали барқӣ ва сигнали оптикӣ мувофиқат мекунад. Принсипи тағир додани нишондиҳандаи шикаст таъсири парокандагии плазма мебошад, ки онро таъсири парокандагии интиқолдиҳандаи озод низ меноманд. Он ба таъсири физикӣ ишора мекунад, ки ҳангоми тағирёбии консентратсияи интиқолдиҳандаҳои озод дар маводи нимноқил, қисмҳои воқеӣ ва тасаввурии нишондиҳандаи шикасти худи мавод низ мутаносибан тағйир меёбанд. Вақте ки консентратсияи интиқолдиҳанда дар маводҳои нимноқилӣ афзоиш меёбад, коэффитсиенти ҷабби мавод меафзояд, дар ҳоле ки қисми воқеии нишондиҳандаи шикаст коҳиш меёбад. Ба ҳамин монанд, вақте ки интиқолдиҳандаҳо дар маводҳои нимноқилӣ коҳиш меёбанд, коэффитсиенти ҷаббида коҳиш меёбад, дар ҳоле ки қисми воқеии нишондиҳандаи шикаст меафзояд. Бо чунин таъсир, дар татбиқи амалӣ, модулятсияи сигналҳои басомади баландро метавон тавассути танзими шумораи интиқолдиҳандагон дар мавҷгири интиқол ба даст овард. Дар ниҳоят, сигналҳои 0 ва 1 дар мавқеи баромад пайдо мешаванд ва сигналҳои электрикии баландсуръатро ба амплитудаи шиддати рӯшноӣ бор мекунанд. Роҳи ноил шудан ба ин тавассути пайванди PN аст. Интиқолдиҳандагони озоди кремнийи холис хеле каманд ва тағирёбии миқдор барои қонеъ кардани тағирёбии нишондиҳандаи шикаст нокифоя аст. Аз ин рӯ, зарур аст, ки пойгоҳи интиқолдиҳандагонро дар мавҷгири интиқол бо роҳи легиркунии кремний барои ноил шудан ба тағирёбии нишондиҳандаи шикаст ва бо ин васила ба модуляцияи суръати баландтар ноил шудан лозим аст.
Вақти нашр: 12 майи соли 2025