MIOC Intensity Modulator Chip, Phase Modulator Chip

Chip mioc, chip modulator intensitas, chip modulator fase

1.Mioc chip

Abstrak

AChip sirkuit optik tingkat militer (MIOC)adalah komponen optik kinerja tinggi yang dirancang untuk kontrol sinyal cahaya yang tepat dalam sistem serat optik. Itu terutama digunakan diGiroskop serat-optik (kabut), sistem komunikasi optik, dan aplikasi penginderaan presisi tinggi. Chip MIOC biasanya dibuat menggunakanLithium niobate (linbo₃)atau bahan elektro-optik canggih lainnya, menawarkan stabilitas yang luar biasa, kehilangan penyisipan rendah, dan kemampuan pemeliharaan polarisasi yang tinggi.

Struktur dan Prinsip Kerja

Chip MIOC mengintegrasikan beberapa komponen optik, termasukpandu gelombang, skrup, dan modulator fase, menjadi satu substrat compact. Ini beroperasi berdasarkanEfek elektro-optik, di mana tegangan yang diterapkan secara eksternal memodifikasi indeks bias material, memungkinkan kontrol propagasi cahaya yang tepat. Di dalamgiroskop serat optik, chip MIOC berfungsi sebagai komponen inti yang membagi, memodulasi, dan menggabungkan kembali sinyal cahaya untuk mendeteksi gerakan rotasi dengan akurasi ekstrem.

Fitur utama

Stabilitas tinggi: Dirancang untuk kondisi lingkungan yang ekstrem, dengan ketahanan terhadap fluktuasi suhu dan getaran mekanis.

Kehilangan penyisipan rendah: Memastikan kehilangan daya optik minimal, meningkatkan efisiensi sistem.

Kinerja yang Memelihara Polarisasi: Mempertahankan integritas sinyal untuk aplikasi presisi tinggi.

Integrasi kompak: Mengurangi kompleksitas sistem dengan mengintegrasikan beberapa fungsi optik ke dalam satu chip.

Waktu respons cepat: Memungkinkan modulasi real-time dengan respons elektro-optik berkecepatan tinggi.

Aplikasi

1) giroskop serat-optik (kabut)

Chip MIOC banyak digunakanKabutuntukSistem Navigasi Inersia (INS)di dalamkendaraan kedirgantaraan, militer, dan otonom. Mereka memastikan pengukuran kecepatan sudut yang tepat, memungkinkan penentuan posisi yang akurat tanpa mengandalkan GPS.

2) Komunikasi Optik

Dukungan chip MIOCPemrosesan sinyal optik berkecepatan tinggi, termasuk modulasi fase dan kontrol amplitudo, menjadikannya penting dalamsistem komunikasi optik yang koheren.

3) Optik kuantum dan penginderaan fotonik

Kemampuan modulasi fase yang sangat stabil dan tepat dari chip MIOC membuatnya berhargaQuantum computing, distribusi kunci kuantum (QKD), dan sensor serat optikdigunakan dalam pemantauan industri.

Keuntungan dibandingkan modulator optik lainnya

Stabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan komponen diskrit: Desain terintegrasi menghilangkan masalah penyelarasan dan meningkatkan keandalan jangka panjang.

Daya Daya Lingkungan yang Superior: Dirancang untuk kondisi operasi yang keras dalam aplikasi pertahanan dan kedirgantaraan.

Konsumsi daya yang lebih rendah: Dioptimalkan untuk operasi hemat energi dalam sistem tertanam dan seluler.

Spesifikasi

2.Chip modulator intensitas

Abstrak

SebuahChip modulator intensitasadalah perangkat optik canggih yang dirancang untuk memodulasi amplitudo (intensitas) dari sinyal optik sebagai respons terhadap input listrik eksternal. Chips ini memainkan peran pentingKomunikasi serat optik, lidar, fotonik microwave, dan pemrosesan sinyal optik. Dengan mengendalikan intensitas cahaya, mereka memungkinkan transmisi data berkecepatan tinggi, pembentukan sinyal, dan format modulasi lanjutan yang diperlukan untuk aplikasi fotonik modern.

Biasanya, modulator intensitas didasarkan padaLithium niobate (linbo₃), silikon fotonik (SIPH), atau indium fosfida (INP). Struktur paling umum yang digunakan dalam chip ini adalahInterferometer Mach-Zehnder (MZI), yang memungkinkan modulasi intensitas cahaya yang tepat.

Struktur dan Prinsip Kerja

Chip modulator intensitas beroperasi dengan memanfaatkanefek gangguandi sebuahWaveguide Interferometer Mach-Zehnder (MZI). Sinyal optik dibagi menjadi dua jalur, dan fase relatif di antara mereka disesuaikan menggunakan medan listrik yang diterapkan secara eksternal. Ketika dua jalur cahaya menggabungkan kembali, gangguan konstruktif atau destruktif terjadi, menghasilkan modulasi intensitas optik.

Prinsip -prinsip utama meliputi:

Efek elektro-optik: Indeks bias material berubah dalam menanggapi tegangan yang diterapkan, mengubah fase cahaya.

Kontrol interferensi: Dengan mengontrol pergeseran fase secara tepat, modulator menyesuaikan intensitas sinyal output.

Fitur utama

Rasio kepunahan tinggi: Memberikan kontras yang kuat antara tingkat intensitas tinggi dan rendah, penting untuk kejernihan sinyal.

Kehilangan penyisipan rendah: Memastikan kehilangan daya minimal selama modulasi.

Bandwidth Modulasi Tinggi: Mendukung sinyal frekuensi tinggi, memungkinkan laju data hingga 100 Gbps dan seterusnya.

Tegangan mengemudi rendah: Mengurangi konsumsi daya untuk operasi hemat energi.

Desain yang ringkas dan terintegrasi: Memungkinkan integrasi ke dalamFotonik Sirkuit Terpadu (Foto)untuk sistem optik canggih.

Aplikasi

1) Komunikasi Optik

Digunakan diJaringan serat optik jarak jauh dan metroUntuk mengkodekan data digital ke sinyal cahaya.

Dukunganformat modulasi lanjutanSeperti NRZ, PAM4, dan QAM untuk transmisi data berkecepatan tinggi.

2) LIDAR (Deteksi Cahaya dan Mulai)

Digunakan untukmodulasi pembentukan denyut nadi dan amplitudoDalam sistem LIDAR, meningkatkan resolusi jangkauan dan akurasi deteksi.

Penting untukKendaraan otonom, pemantauan lingkungan, dan pemetaan 3D.

3) Microwave Photonics

MemungkinkanTautan optik analog berkecepatan tinggiUntuk radar, komunikasi satelit, dan sistem perang elektronik.

Digunakan diRf-over-fiberTransmisi untuk aplikasi nirkabel dan pertahanan.

4) Pemrosesan Sinyal Optik

Digunakan diKomputasi Optik, Gating Sinyal UltraFast, dan switching optik.

Memfasilitasipembentukan denyut nadi optik, penyaringan, dan generasi bentuk gelombangdalam aplikasi penelitian dan industri.

Keuntungan dibandingkan modulator optik lainnya

Kecepatan yang lebih tinggi: Dibandingkan dengan modulator elektro-absorpsi, modulator intensitas menawarkan kecepatan dan bandwidth yang unggul.

Kualitas sinyal yang lebih baik: Rasio kepunahan yang lebih tinggi memastikan peningkatan kinerja sinyal-ke-noise.

Lebih kuat untuk variasi suhu: Bahan sepertiLinbo₃Berikan operasi yang stabil di kisaran suhu yang luas.

Spesifikasi

3.Chip modulator fase

Abstrak

AChip modulator faseadalah perangkat optik utama yang digunakan untuk memodulasi fase sinyal optik tanpa mengubah intensitasnya. Modulasi ini sangat penting untuk aplikasi dikomunikasi optik yang koheren, optik kuantum, penginderaan serat optik, dan fotonik microwave. Tidak seperti modulator intensitas, yang mengontrol amplitudo cahaya, modulator fase menginduksi pergeseran fase terkontrol dengan memanfaatkanEfek elektro-optikdalam bahan sepertiLithium niobate (linbo₃), silikon fotonik (SIPH), dan indium fosfida (INP).

Dengan tepat menyetel fase gelombang optik, modulator fase memungkinkanPemrosesan sinyal yang koheren, pengkodean data berkecepatan tinggi, dan teknik pengukuran presisidalam sistem berbasis fotonik.

Struktur dan Prinsip Kerja

AChip modulator fasebiasanya didasarkan padaStruktur Waveguide Terpaduyang menggunakanEfek elektro-optikUntuk memodifikasi indeks bias material. Hal ini menyebabkan perubahan panjang jalur optik, menghasilkan pergeseran fase dalam sinyal cahaya yang merambat.

Prinsip operasi utama meliputi:

Efek elektro-optik: Aplikasi tegangan eksternal mengubah indeks bias pandu gelombang, menggeser fase cahaya yang ditransmisikan.

Interferometer Mach-Zehnder (MZI) atau desain fase shifter: Modulator fase dapat diimplementasikan sebagai yang sederhanaModulator Waveguide Single-Passatau sebagai bagian dariStruktur MZIUntuk skema modulasi yang lebih kompleks.

Kontrol fase kontinu dan diskrit: Tergantung pada aplikasinya, pergeseran fase bisalinier, nonlinier, atau bertahap, memungkinkan pemrosesan sinyal lanjutan.

Fitur utama

Modulasi fase berkecepatan tinggi: Mendukung modulasi tingkat GHZ untuk komunikasi dan penginderaan berkecepatan tinggi.

Kehilangan penyisipan rendah: Memastikan atenuasi sinyal minimal selama modulasi fase.

Bandwidth optik yang luas: Beroperasi melintasi rentang panjang gelombang yang luas, biasanya dariC-band ke L-band(Kisaran 1550 nm) dalam aplikasi telekomunikasi.

Stabilitas tinggi dan kebisingan rendah: Penting untuk aplikasi presisi sepertigiroskop serat dan komunikasi kuantum.

Desain yang ringkas dan terintegrasi: Memungkinkan integrasi ke dalamFotonik Sirkuit Terpadu (Foto)untuk sistem optik dengan kepadatan tinggi.

Aplikasi

1) Komunikasi optik yang koheren

Digunakan diformat modulasi lanjutansepertiQPSK (Keying Shift Fase Quadrature), DPSK (Kunci Pergeseran Fase Diferensial), dan 16QAMuntuk menyandikan data secara efisien.

Meningkatkanintegritas sinyal optikuntukJaringan Interkoneksi Pusat Panjang dan Pusat Data.

2) Optik kuantum dan komunikasi kuantum

Memungkinkan kontrol fase yang tepat untukDistribusi kunci kuantum (QKD), keterikatan kuantum, dan komputasi kuantum.

Penting dalamPersiapan dan manipulasi keadaan kuantumdalam sirkuit kuantum fotonik.

3) Sensor serat optik

Digunakan diSensor serat optik interferometrik, sepertiGiroskop serat-optik (kabut) dan sensor akustik terdistribusi (DAS), untuk pengukuran presisi tinggi dari perubahan lingkungan.

Meningkatkan sensitivitassuhu, regangan, dan penginderaan getaranaplikasi.

4) Microwave Photonics dan Pemrosesan Sinyal RF

Digunakan diPemrosesan sinyal fotonik RFUntuk menghasilkan dan memanipulasi sinyal gelombang mikro dalam radar, komunikasi satelit, dan sistem perang elektronik.

Memungkinkankemudi balok yang dikendalikan fasedalam antena array bertahap berbasis fotonik.

Keuntungan dibandingkan modulator lain

Menjaga intensitas sinyal: Tidak seperti modulator intensitas, modulator fase tidak mengurangi daya sinyal yang ditransmisikan.

Efisiensi spektral yang lebih tinggi: Memungkinkanformat modulasi koheren canggihuntuk transmisi data yang efisien.

Lebih kuat untuk variasi lingkungan: Menawarkan stabilitas dan presisi yang lebih tinggi daripada pemindah fase elektronik murni.

Spesifikasi