Yntroduksje fan 'e silisium fotonyske Mach-Zende modulatorMZM-modulator
DeMach-zende modulator is de wichtichste komponint oan 'e stjoerderkant yn 400G/800G silisiumfotonika-modules. Op it stuit binne der twa soarten modulators oan 'e stjoerderkant fan massa-produsearre silisiumfotonika-modules: Ien type is de PAM4-modulator basearre op in ienkanaals 100Gbps wurkmodus, dy't 800Gbps gegevensoerdracht berikt fia in 4-kanaals / 8-kanaals parallelle oanpak en wurdt benammen tapast yn datasintra en GPU's. Fansels moat in ienkanaals 200Gbps silisiumfotonika Mach-Zeonde-modulator dy't nei massaproduksje mei EML sil konkurrearje op 100Gbps net fier fuort wêze. It twadde type is deIQ-modulatortapast yn koherinte optyske kommunikaasje oer lange ôfstân. De koherinte sinking dy't yn it hjoeddeiske stadium neamd wurdt, ferwiist nei de oerdrachtôfstân fan optyske modules fariearjend fan tûzenen kilometers yn it metropolitaanske rêchbonkenetwurk oant ZR-optyske modules fariearjend fan 80 oant 120 kilometer, en sels oant LR-optyske modules fariearjend fan 10 kilometer yn 'e takomst.
It prinsipe fan hege snelheidsilisiummodulatorenkin wurde ferdield yn twa dielen: optyk en elektrisiteit.
Optysk diel: It basisprinsipe is in Mach-Zeund-interferometer. In ljochtstriel giet troch in 50-50 strielsplitter en wurdt twa ljochtstrielen mei gelikense enerzjy, dy't trochgean wurde trochjûn yn 'e twa earms fan' e modulator. Troch fazekontrôle op ien fan 'e earms (dat is, de brekingsyndeks fan silisium wurdt feroare troch in ferwaarmingsapparaat om de fuortplantingssnelheid fan ien earm te feroarjen), wurdt de definitive strielkombinaasje útfierd by de útgong fan beide earms. Ynterferinsjefazelingte (wêrby't de pieken fan beide earms tagelyk berikke) en ynterferinsje-ûnderdrukking (wêrby't it fazeferskil 90° is en de pieken tsjinoer de dal binne) kinne wurde berikt troch ynterferinsje, wêrtroch't de ljochtintensiteit modulearre wurdt (wat yn digitale sinjalen as 1 en 0 begrepen wurde kin). Dit is in ienfâldich begryp en ek in kontrôlemetoade foar it wurkpunt yn praktysk wurk. Bygelyks, yn datakommunikaasje wurkje wy op in punt 3dB leger as de pyk, en yn koherinte kommunikaasje wurkje wy op in gjin ljochtpunt. Dizze metoade foar it kontrolearjen fan it fazeferskil troch ferwaarming en waarmteôffier om it útfiersignaal te kontrolearjen duorret lykwols tige lang en kin gewoan net foldwaan oan ús eask om 100 Gpbs per sekonde te ferstjoeren. Dêrom moatte wy in manier fine om in rapper modulaasjetempo te berikken.
De elektryske seksje bestiet benammen út 'e PN-oergongsseksje dy't de brekkingsyndeks by hege frekwinsje feroarje moat, en de struktuer fan 'e reizgjende weachelektrode dy't oerienkomt mei de snelheid fan it elektryske sinjaal en it optyske sinjaal. It prinsipe fan it feroarjen fan 'e brekkingsyndeks is it plasmadispersje-effekt, ek wol bekend as it frije dragerdispersje-effekt. It ferwiist nei it fysike effekt dat as de konsintraasje fan frije dragers yn in healgeleidermateriaal feroaret, de reële en imaginêre dielen fan 'e eigen brekkingsyndeks fan it materiaal ek feroarje. As de dragerkonsintraasje yn healgeleidermaterialen tanimt, nimt de absorpsjekoëffisjint fan it materiaal ta, wylst it reële diel fan 'e brekkingsyndeks ôfnimt. Op deselde wize, as de dragerkonsintraasje yn healgeleidermaterialen ôfnimt, nimt de absorpsjekoëffisjint ôf, wylst it reële diel fan 'e brekkingsyndeks tanimt. Mei sa'n effekt kin yn praktyske tapassingen de modulaasje fan hegefrekwinsjesignalen berikt wurde troch it oantal dragers yn 'e transmissieweachlieder te regeljen. Uteinlik ferskine 0- en 1-signalen op 'e útfierposysje, wêrby't elektryske sinjalen mei hege snelheid op 'e amplitude fan 'e ljochtintensiteit laden wurde. De manier om dit te berikken is fia de PN-oergong. De frije dragers fan suver silisium binne tige lyts, en de feroaring yn kwantiteit is net genôch om de feroaring yn brekingsyndeks te foldwaan. Dêrom is it nedich om de dragerbasis yn 'e transmissiegolflieder te fergrutsjen troch silisium te dopearjen om de feroaring yn brekingsyndeks te berikken, wêrtroch in hegere taryfmodulaasje berikt wurdt.
Pleatsingstiid: 12 maaie 2025