Stel die silikon fotoniese Mach-Zende modulator bekendMZM-modulator
DieMach-zende modulator is die belangrikste komponent aan die senderkant in 400G/800G silikon fotoniese modules. Tans is daar twee tipes modulators aan die senderkant van massa-vervaardigde silikon fotoniese modules: Een tipe is die PAM4-modulator gebaseer op 'n enkelkanaal 100Gbps werkmodus, wat 800Gbps data-oordrag deur 'n 4-kanaal / 8-kanaal parallelle benadering bereik en word hoofsaaklik in datasentrums en GPU's toegepas. Natuurlik behoort 'n enkelkanaal 200Gbps silikon fotoniese Mach-Zeonde-modulator wat met EML sal meeding na massaproduksie teen 100Gbps nie ver weg te wees nie. Die tweede tipe is dieIK-modulatortoegepas in langafstand koherente optiese kommunikasie. Die koherente sinking wat op die huidige stadium genoem word, verwys na die transmissieafstand van optiese modules wat wissel van duisende kilometers in die metropolitaanse ruggraatnetwerk tot ZR optiese modules wat wissel van 80 tot 120 kilometer, en selfs tot LR optiese modules wat in die toekoms wissel van 10 kilometer.
Die beginsel van hoëspoedsilikonmodulatorskan in twee dele verdeel word: optika en elektrisiteit.
Optiese deel: Die basiese beginsel is 'n Mach-Zeund-interferometer. 'n Ligstraal gaan deur 'n 50-50 straalverdeler en word twee ligstrale met gelyke energie, wat steeds in die twee arms van die modulator oorgedra word. Deur fasebeheer op een van die arms (dit wil sê, die brekingsindeks van silikon word deur 'n verwarmer verander om die voortplantingspoed van een arm te verander), word die finale straalkombinasie by die uitgang van beide arms uitgevoer. Interferensiefaselengte (waar die pieke van beide arms gelyktydig bereik) en interferensiekansellasie (waar die faseverskil 90° is en die pieke teenoor die trogge is) kan deur interferensie bereik word, waardeur die ligintensiteit gemoduleer word (wat as 1 en 0 in digitale seine verstaan kan word). Dit is 'n eenvoudige begrip en ook 'n beheermetode vir die werkpunt in praktiese werk. Byvoorbeeld, in datakommunikasie werk ons op 'n punt 3dB laer as die piek, en in koherente kommunikasie werk ons by geen ligpunt nie. Hierdie metode om die faseverskil deur verhitting en hitte-afvoer te beheer om die uitsetsein te beheer, neem egter baie lank en kan eenvoudig nie aan ons vereiste van die oordrag van 100 Gpbs per sekonde voldoen nie. Daarom moet ons 'n manier vind om 'n vinniger modulasietempo te bereik.
Die elektriese gedeelte bestaan hoofsaaklik uit die PN-voeggedeelte wat die brekingsindeks by hoë frekwensie moet verander, en die bewegende golfelektrodestruktuur wat ooreenstem met die spoed van die elektriese sein en die optiese sein. Die beginsel van die verandering van die brekingsindeks is die plasmadispersie-effek, ook bekend as die vrye draerdispersie-effek. Dit verwys na die fisiese effek dat wanneer die konsentrasie van vrye draers in 'n halfgeleiermateriaal verander, die reële en imaginêre dele van die materiaal se eie brekingsindeks ook dienooreenkomstig verander. Wanneer die draerkonsentrasie in halfgeleiermateriale toeneem, neem die absorpsiekoëffisiënt van die materiaal toe terwyl die reële deel van die brekingsindeks afneem. Net so, wanneer die draers in halfgeleiermateriale afneem, neem die absorpsiekoëffisiënt af terwyl die reële deel van die brekingsindeks toeneem. Met so 'n effek kan die modulasie van hoëfrekwensieseine in praktiese toepassings bereik word deur die aantal draers in die transmissiegolfgeleier te reguleer. Uiteindelik verskyn 0- en 1-seine by die uitvoerposisie, wat hoëspoed-elektriese seine op die amplitude van die ligintensiteit laai. Die manier om dit te bereik, is deur die PN-voeg. Die vrye draers van suiwer silikon is baie min, en die verandering in hoeveelheid is onvoldoende om die verandering in brekingsindeks te hanteer. Daarom is dit nodig om die draerbasis in die transmissiegolfleier te vergroot deur silikon te doteer om die verandering in brekingsindeks te bereik, en sodoende hoër tempomodulasie te bereik.
Plasingstyd: 12 Mei 2025