Кремний фотондук Мах-Цендер модуляторун тааныштырууMZM модулятору
Mach-Zehnder модулятору 400G/800G кремний фотондук модулдарындагы өткөргүчтүн учундагы эң маанилүү компонент болуп саналат. Учурда массалык түрдө өндүрүлгөн кремний фотондук модулдардын өткөргүчтүн учунда эки түрдөгү модулятор бар: Бир түрү - бул бир каналдуу 100Gbps иштөө режимине негизделген PAM4 модулятору, ал 4 каналдуу / 8 каналдуу параллелдүү ыкма аркылуу 800Gbps маалыматтарды берүүнү камсыз кылат жана негизинен маалымат борборлорунда жана GPU'ларда колдонулат. Албетте, 100Gbps массалык өндүрүштөн кийин EML менен атаандаша турган бир каналдуу 200Gbps кремний фотондук Mach-Zender модулятору алыс эмес болушу керек. Экинчи түрү -IQ модуляторуалыскы аралыктагы когеренттүү оптикалык байланышта колдонулат. Азыркы этапта айтылган когеренттүү чөгүү метрополитен магистралдык тармагындагы миңдеген километрлерден 80ден 120 километрге чейинки ZR оптикалык модулдарына, ал тургай келечекте 10 километрге чейинки LR оптикалык модулдарына чейинки оптикалык модулдардын өткөрүү аралыгын билдирет.
Жогорку ылдамдыктагы принципкремний модуляторлоруоптика жана электр деп экиге бөлүүгө болот.
Оптикалык бөлүк: Негизги принцип - Мах-Цендер интерферометри. Жарык шооласы 50-50 нур бөлгүчтөн өтүп, бирдей энергияга ээ эки жарык шооласына айланат, алар модулятордун эки колунда өткөрүлө берет. Колдордун биринде фазаны башкаруу аркылуу (башкача айтканда, кремнийдин сынуу көрсөткүчү жылыткыч менен бир колдун таралуу ылдамдыгын өзгөртүү үчүн өзгөртүлөт), нурдун акыркы айкалышы эки колдун чыгуусунда ишке ашырылат. Интерференциянын фазалык узундугуна (эки колдун чокулары бир убакта жеткен жерде) жана интерференцияны жокко чыгарууга (фаза айырмасы 90° жана чокулар тешиктердин карама-каршысында) интерференция аркылуу жетишүүгө болот, ошону менен жарыктын интенсивдүүлүгүн модуляциялоого болот (аны санариптик сигналдарда 1 жана 0 деп түшүнсө болот). Бул жөнөкөй түшүнүк жана ошондой эле практикалык иште жумушчу чекитти башкаруу ыкмасы. Мисалы, маалымат байланышында биз чокудан 3дБ төмөн чекитте иштейбиз, ал эми когеренттүү байланышта биз жарыксыз чекитте иштейбиз. Бирок, чыгуучу сигналды башкаруу үчүн ысытуу жана жылуулукту таркатуу аркылуу фаза айырмасын башкаруунун бул ыкмасы абдан көп убакытты талап кылат жана жөн гана секундасына 100 Гбит/с өткөрүү талабыбызды канааттандыра албайт. Ошондуктан, биз модуляциянын ылдамдыгын жогорулатуунун жолун табышыбыз керек.
Электрдик бөлүк негизинен жогорку жыштыктагы сынуу көрсөткүчүн өзгөртүүгө муктаж болгон PN түйүн бөлүкчөсүнөн жана электрдик сигналдын ылдамдыгына жана оптикалык сигналга дал келген кыймылдуу толкун электродунун түзүлүшүнөн турат. Сынуу көрсөткүчүн өзгөртүү принциби - плазмалык дисперсия эффектиси, ошондой эле эркин алып жүрүүчүлөрдүн дисперсия эффектиси деп аталат. Ал жарым өткөргүч материалдагы эркин алып жүрүүчүлөрдүн концентрациясы өзгөргөндө, материалдын өзүнүн сынуу көрсөткүчүнүн чыныгы жана элестүү бөлүктөрү да ошого жараша өзгөрө турган физикалык эффектти билдирет. Жарым өткөргүч материалдардагы алып жүрүүчүлөрдүн концентрациясы жогорулаганда, материалдын сиңирүү коэффициенти жогорулайт, ал эми сынуу көрсөткүчүнүн чыныгы бөлүгү азаят. Ошо сыяктуу эле, жарым өткөргүч материалдардагы алып жүрүүчүлөр азайганда, сиңирүү коэффициенти азаят, ал эми сынуу көрсөткүчүнүн чыныгы бөлүгү жогорулайт. Мындай эффект менен, практикалык колдонмолордо, жогорку жыштыктагы сигналдарды модуляциялоону өткөрүү толкун өткөргүчүндөгү алып жүрүүчүлөрдүн санын жөнгө салуу менен ишке ашырууга болот. Акыр-аягы, чыгуу абалында 0 жана 1 сигналдары пайда болуп, жарыктын интенсивдүүлүгүнүн амплитудасына жогорку ылдамдыктагы электрдик сигналдарды жүктөйт. Буга жетүү жолу - PN түйүнү аркылуу. Таза кремнийдин эркин алып жүрүүчүлөрү өтө аз, жана сандын өзгөрүшү сынуу көрсөткүчүнүн өзгөрүшүн канааттандыруу үчүн жетишсиз. Ошондуктан, сынуу көрсөткүчүнүн өзгөрүшүнө жетүү үчүн кремнийди легирлөө менен берүү толкун өткөргүчүндөгү алып жүрүүчү базаны көбөйтүү керек, ошону менен жогорку ылдамдыктагы модуляцияга жетишүү керек.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 12-майы