सिलिकॉन फोटोनिक माक-जेंडे मॉड्यूलेटर एमजेडएम मॉड्यूलेटर का परिचय दें

सिलिकॉन फोटोनिक माक-जेंडे मॉड्यूलेटर का परिचयएमजेडएम मॉड्यूलेटर

माच-जेंडे मोडुलैटो400G/800G सिलिकॉन फोटोनिक मॉड्यूल में ट्रांसमीटर छोर पर r सबसे महत्वपूर्ण घटक है। वर्तमान में, बड़े पैमाने पर उत्पादित सिलिकॉन फोटोनिक मॉड्यूल के ट्रांसमीटर छोर पर दो प्रकार के मॉड्यूलेटर हैं: एक प्रकार एकल-चैनल 100Gbps कार्य मोड पर आधारित PAM4 मॉड्यूलेटर है, जो 4-चैनल / 8-चैनल समानांतर दृष्टिकोण के माध्यम से 800Gbps डेटा ट्रांसमिशन प्राप्त करता है और मुख्य रूप से डेटा केंद्रों और GPU में लागू होता है। बेशक, एक एकल-चैनल 200Gbps सिलिकॉन फोटोनिक्स Mach-Zeonde मॉड्यूलेटर जो 100Gbps पर बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद EML के साथ प्रतिस्पर्धा करेगा, वह बहुत दूर नहीं होना चाहिए। दूसरा प्रकार हैआईक्यू मॉड्यूलेटरलंबी दूरी के सुसंगत ऑप्टिकल संचार में लागू किया गया। वर्तमान चरण में उल्लिखित सुसंगत सिंकिंग मेट्रोपॉलिटन बैकबोन नेटवर्क में हजारों किलोमीटर से लेकर 80 से 120 किलोमीटर तक के ZR ऑप्टिकल मॉड्यूल और यहां तक ​​कि भविष्य में 10 किलोमीटर तक के LR ऑप्टिकल मॉड्यूल तक के ऑप्टिकल मॉड्यूल की संचरण दूरी को संदर्भित करता है।

उच्च गति का सिद्धांतसिलिकॉन मॉड्यूलेटरइसे दो भागों में विभाजित किया जा सकता है: प्रकाशिकी और विद्युत्।

ऑप्टिकल भाग: मूल सिद्धांत एक मैक-ज़्यूंड इंटरफेरोमीटर है। प्रकाश की एक किरण 50-50 बीम स्प्लिटर से गुज़रती है और समान ऊर्जा वाली दो प्रकाश किरणें बन जाती हैं, जो मॉड्यूलेटर की दो भुजाओं में संचारित होती रहती हैं। भुजाओं में से एक पर चरण नियंत्रण द्वारा (अर्थात, सिलिकॉन के अपवर्तनांक को एक हीटर द्वारा एक भुजा की प्रसार गति को बदलने के लिए बदला जाता है), अंतिम किरण संयोजन दोनों भुजाओं के निकास पर किया जाता है। हस्तक्षेप चरण लंबाई (जहां दोनों भुजाओं की चोटियाँ एक साथ पहुँचती हैं) और हस्तक्षेप रद्दीकरण (जहां चरण अंतर 90 डिग्री है और चोटियाँ गर्त के विपरीत हैं) हस्तक्षेप के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, जिससे प्रकाश की तीव्रता को संशोधित किया जा सकता है (जिसे डिजिटल संकेतों में 1 और 0 के रूप में समझा जा सकता है)। यह एक सरल समझ है और व्यावहारिक कार्य में कार्य बिंदु के लिए एक नियंत्रण विधि भी है। उदाहरण के लिए, डेटा संचार में, हम शिखर से 3dB कम बिंदु पर काम करते हैं, और सुसंगत संचार में, हम बिना किसी प्रकाश बिंदु पर काम करते हैं। हालांकि, आउटपुट सिग्नल को नियंत्रित करने के लिए हीटिंग और हीट डिसिपेशन के माध्यम से चरण अंतर को नियंत्रित करने की यह विधि बहुत लंबा समय लेती है और यह 100Gpbs प्रति सेकंड संचारित करने की हमारी आवश्यकता को पूरा नहीं कर सकती है। इसलिए, हमें मॉड्यूलेशन की तेज़ दर हासिल करने का एक तरीका खोजना होगा।

विद्युत अनुभाग में मुख्य रूप से पीएन जंक्शन अनुभाग होता है जिसे उच्च आवृत्ति पर अपवर्तनांक बदलने की आवश्यकता होती है, और यात्रा तरंग इलेक्ट्रोड संरचना जो विद्युत संकेत और ऑप्टिकल संकेत की गति से मेल खाती है। अपवर्तनांक बदलने का सिद्धांत प्लाज्मा फैलाव प्रभाव है, जिसे मुक्त वाहक फैलाव प्रभाव के रूप में भी जाना जाता है। यह भौतिक प्रभाव को संदर्भित करता है कि जब अर्धचालक पदार्थ में मुक्त वाहकों की सांद्रता बदलती है, तो पदार्थ के अपने अपवर्तनांक के वास्तविक और काल्पनिक भाग भी तदनुसार बदल जाते हैं। जब अर्धचालक पदार्थों में वाहक सांद्रता बढ़ जाती है, तो पदार्थ का अवशोषण गुणांक बढ़ जाता है जबकि अपवर्तनांक का वास्तविक भाग घट जाता है। इसी तरह, जब अर्धचालक पदार्थों में वाहक घटते हैं, तो अवशोषण गुणांक घट जाता है जबकि अपवर्तनांक का वास्तविक भाग बढ़ जाता है। इस तरह के प्रभाव के साथ, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, ट्रांसमिशन वेवगाइड में वाहकों की संख्या को विनियमित करके उच्च आवृत्ति संकेतों का मॉड्यूलेशन प्राप्त किया जा सकता है। अंततः, 0 और 1 सिग्नल आउटपुट स्थिति में दिखाई देते हैं, जो प्रकाश की तीव्रता के आयाम पर उच्च गति वाले विद्युत संकेतों को लोड करते हैं। इसे प्राप्त करने का तरीका पीएन जंक्शन के माध्यम से है। शुद्ध सिलिकॉन के मुक्त वाहक बहुत कम हैं, और मात्रा में परिवर्तन अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन को पूरा करने के लिए अपर्याप्त है। इसलिए, अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन को डोपिंग करके ट्रांसमिशन वेवगाइड में वाहक आधार को बढ़ाना आवश्यक है, जिससे उच्च दर मॉड्यूलेशन प्राप्त होता है।