Прадстаўляем крэмніевы фатонны мадулятар Маха-ЗендэМадулятар MZM
ГэтыМаха-зендэ мадулятаr з'яўляецца найважнейшым кампанентам на баку перадатчыка ў крэмніевых фатонных модулях 400G/800G. У цяперашні час існуе два тыпы мадулятараў на баку перадатчыка масавых крэмніевых фатонных модуляў: адзін тып - гэта мадулятар PAM4, заснаваны на аднаканальным рэжыме працы 100 Гбіт/с, які дасягае перадачы дадзеных 800 Гбіт/с праз 4-канальны/8-канальны паралельны падыход і ў асноўным ужываецца ў цэнтрах апрацоўкі дадзеных і графічных працэсарах. Вядома, аднаканальны крэмніевы фатонны мадулятар Маха-Зеондэ з прадукцыйнасцю 200 Гбіт/с, які будзе канкураваць з EML пасля масавай вытворчасці са хуткасцю 100 Гбіт/с, не за гарамі. Другі тып - гэта...Мадулятар IQвыкарыстоўваецца ў кагерэнтнай аптычнай сувязі на вялікія адлегласці. Кагерэнтнае апусканне, пра якое згадваецца на дадзеным этапе, адносіцца да адлегласці перадачы аптычных модуляў ад тысяч кіламетраў у магістральнай сетцы да аптычных модуляў ZR ад 80 да 120 кіламетраў і нават да аптычных модуляў LR ад 10 кіламетраў у будучыні.
Прынцып высокай хуткасцікрэмніевыя мадулятарыможна падзяліць на дзве часткі: оптыку і электрычнасць.
Аптычная частка: Асноўны прынцып — інтэрферометр Маха-Зеўнда. Прамень святла праходзіць праз дзельнік прамяня 50-50 і ператвараецца ў два прамяні святла з аднолькавай энергіяй, якія працягваюць перадавацца ў двух плечах мадулятара. Шляхам кіравання фазай на адным з плеч (г.зн. паказчык праламлення крэмнію змяняецца награвальнікам для змены хуткасці распаўсюджвання аднаго плеча) канчатковае спалучэнне прамянёў ажыццяўляецца на выхадзе з абодвух плеч. Дзякуючы інтэрферэнцыі можна дасягнуць даўжыні фазы інтэрферэнцыі (дзе пікі абодвух плеч дасягаюць адначасова) і кампенсацыі інтэрферэнцыі (дзе розніца фаз складае 90°, а пікі знаходзяцца насупраць западзін), тым самым мадулюючы інтэнсіўнасць святла (якую можна разумець як 1 і 0 у лічбавых сігналах). Гэта простае разуменне, а таксама метад кіравання рабочай кропкай у практычнай працы. Напрыклад, пры перадачы дадзеных мы працуем у кропцы на 3 дБ ніжэй за пік, а пры кагерэнтнай сувязі мы працуем пры адсутнасці светлавой плямы. Аднак гэты метад кіравання рознасцю фаз праз награванне і рассейванне цяпла для кіравання выходным сігналам займае вельмі шмат часу і проста не можа задаволіць нашы патрабаванні па перадачы 100 Гбіт/с у секунду. Таму нам трэба знайсці спосаб дасягнуць больш высокай хуткасці мадуляцыі.
Электрычная частка ў асноўным складаецца з PN-пераходу, які павінен змяняць паказчык праламлення на высокай частаце, і структуры электрода бегучай хвалі, якая суадносіць хуткасць электрычнага сігналу і аптычнага сігналу. Прынцыпам змены паказчыка праламлення з'яўляецца эфект плазменнай дысперсіі, таксама вядомы як эфект дысперсіі свабодных носьбітаў. Гэта фізічны эфект, пры якім пры змене канцэнтрацыі свабодных носьбітаў у паўправадніковым матэрыяле адпаведна змяняюцца і рэальная, і ўяўная часткі ўласнага паказчыка праламлення матэрыялу. Пры павелічэнні канцэнтрацыі носьбітаў у паўправадніковых матэрыялах каэфіцыент паглынання матэрыялу павялічваецца, а рэальная частка паказчыка праламлення памяншаецца. Аналагічна, пры памяншэнні колькасці носьбітаў у паўправадніковых матэрыялах каэфіцыент паглынання памяншаецца, а рэальная частка паказчыка праламлення павялічваецца. З дапамогай такога эфекту ў практычных ужываннях мадуляцыя высокачастотных сігналаў можа быць дасягнута шляхам рэгулявання колькасці носьбітаў у хваляводы перадачы. У рэшце рэшт, на выхадзе з'яўляюцца сігналы 0 і 1, якія нагружаюць амплітуду інтэнсіўнасці святла высакахуткаснымі электрычнымі сігналамі. Гэтага можна дасягнуць праз PN-пераход. Свабодных носьбітаў зарада ў чыстым крэмніі вельмі мала, і змяненне іх колькасці недастатковае для кампенсацыі змены паказчыка праламлення. Таму неабходна павялічыць базу носьбітаў у хваляводзе перадачы шляхам легіравання крэмніем, каб дасягнуць змены паказчыка праламлення і тым самым дасягнуць больш высокай хуткасці мадуляцыі.
Час публікацыі: 12 мая 2025 г.