E hoʻolauna i ka silicon photonic Mach-Zehnder modulator MZM modulator

E hoʻolauna i ka silicon photonic Mach-Zehnder modulatorMea hoʻololi MZM

ʻO ka modulator Mach-Zehnder ka ʻāpana koʻikoʻi loa ma ka hopena o ka transmitter i nā modulators photonic silicon 400G/800G. I kēia manawa, aia ʻelua ʻano modulators ma ka hopena o ka transmitter o nā modulators photonic silicon i hana nui ʻia: ʻO kekahi ʻano ʻo ka modulator PAM4 e pili ana i kahi ʻano hana 100Gbps hoʻokahi-channel, kahi e hoʻokō ai i ka hoʻoili ʻikepili 800Gbps ma o kahi ala like 4-channel / 8-channel a hoʻohana nui ʻia i nā kikowaena ʻikepili a me Gpus. ʻOiaʻiʻo, ʻaʻole pono e mamao loa kahi modulator Mach-Zender silicon photonics 200Gbps hoʻokahi-channel e hoʻokūkū me EML ma hope o ka hana nui ʻana ma 100Gbps. ʻO ka lua o ke ʻano ʻo ia kaMea hoʻololi IQi hoʻopili ʻia i ke kamaʻilio optical coherent mamao loa. ʻO ka piholo coherent i ʻōlelo ʻia i kēia manawa e pili ana i ka mamao hoʻoili o nā modula optical mai nā tausani kilomita ma ka pūnaewele iwi kuamoʻo metropolitan a i nā modula optical ZR mai 80 a 120 kilomita, a hiki i nā modula optical LR mai 10 kilomita i ka wā e hiki mai ana.

ʻO ke kumumanaʻo o ka wikiwiki kiʻekiʻenā mea hoʻololi siliconhiki ke puʻunaue ʻia i ʻelua ʻāpana: optics a me ka uila.

ʻĀpana Optical: ʻO ke kumu nui he interferometer Mach-Zehnder. Hele kahi kukuna o ke kukui ma o kahi mea hoʻokaʻawale kukuna 50-50 a lilo i ʻelua kukuna o ke kukui me ka ikehu like, e hoʻomau ʻia ana e hoʻouna ʻia ma nā lima ʻelua o ka modulator. Ma o ka hoʻomalu ʻana i ka pae ma kekahi o nā lima (ʻo ia hoʻi, ua hoʻololi ʻia ka index refractive o ka silicon e kahi mea hoʻomehana e hoʻololi i ka wikiwiki o ka hoʻolaha ʻana o kekahi lima), ua hoʻokō ʻia ka hui hope loa o ke kukuna ma ka puka o nā lima ʻelua. Hiki ke hoʻokō ʻia ka lōʻihi o ka pae hoʻopilikia (kahi e hiki ai nā piko o nā lima ʻelua i ka manawa like) a me ka hoʻopau ʻana i ka hoʻopilikia (kahi o ka ʻokoʻa pae he 90° a aia nā piko i ke alo o nā lua) ma o ka hoʻopilikia ʻana, a laila e hoʻololi ana i ka ikaika o ke kukui (hiki ke hoʻomaopopo ʻia he 1 a me 0 i nā hōʻailona kikohoʻe). He hoʻomaopopo maʻalahi kēia a he ʻano hoʻomalu hoʻi no ke kiko hana ma ka hana kūpono. No ka laʻana, ma ke kamaʻilio ʻikepili, hana mākou ma kahi kiko 3dB haʻahaʻa ma mua o ka piko, a ma ke kamaʻilio kūlike, hana mākou me ka ʻole o kahi kukui. Eia nō naʻe, ʻo kēia ʻano hana o ka kaohi ʻana i ka ʻokoʻa pae ma o ka hoʻomehana ʻana a me ka hoʻolaha ʻana o ka wela e kaohi i ka hōʻailona hoʻopuka e lōʻihi loa ka manawa a ʻaʻole hiki ke hoʻokō i kā mākou koi o ka hoʻouna ʻana i 100Gpbs i kekona. No laila, pono mākou e ʻimi i kahi ala e hoʻokō ai i ka wikiwiki o ka modulation.

ʻO ka ʻāpana uila, ʻo ia ka ʻāpana PN junction e pono ai ke hoʻololi i ka refractive index ma ke alapine kiʻekiʻe, a me ke ʻano electrode nalu huakaʻi e kūlike me ka wikiwiki o ka hōʻailona uila a me ka hōʻailona optical. ʻO ke kumumanaʻo o ka hoʻololi ʻana i ka refractive index ʻo ia ka hopena hoʻolaha plasma, i ʻike ʻia hoʻi ʻo ka hopena hoʻolaha mea lawe manuahi. Pili ia i ka hopena kino i ka wā e loli ai ka nui o nā mea lawe manuahi i loko o kahi mea semiconductor, e loli pū nā ʻāpana maoli a me nā ʻāpana hoʻokalakupua o ka refractive index ponoʻī o ka mea. Ke piʻi ka nui o ka mea lawe i nā mea semiconductor, piʻi ka coefficient absorption o ka mea ʻoiai e emi ana ka ʻāpana maoli o ka refractive index. Pēlā nō, i ka wā e emi ai nā mea lawe i nā mea semiconductor, emi ka coefficient absorption ʻoiai e piʻi ana ka ʻāpana maoli o ka refractive index. Me ia hopena, i nā noi hana, hiki ke hoʻokō ʻia ka modulation o nā hōʻailona alapine kiʻekiʻe ma ka hoʻoponopono ʻana i ka helu o nā mea lawe i loko o ka waveguide hoʻoili. I ka hopena, ʻike ʻia nā hōʻailona 0 a me 1 ma ke kūlana hoʻopuka, e hoʻouka ana i nā hōʻailona uila wikiwiki kiʻekiʻe ma luna o ka amplitude o ka ikaika o ke kukui. ʻO ke ala e hoʻokō ai i kēia ma o ka PN junction. He kakaikahi loa nā mea lawe manuahi o ka silicon maʻemaʻe, a ʻaʻole lawa ka loli o ka nui e hoʻokō i ka loli o ka refractive index. No laila, pono e hoʻonui i ke kumu lawe i loko o ka waveguide hoʻoili ma o ka hoʻohui ʻana i ka silicon e hoʻokō ai i ka loli o ka refractive index, a laila e hoʻokō ai i ka modulation rate kiʻekiʻe.