ออปติคัลโมดูเลเตอร์เหมาะกับสัญญาณความถี่สูง

 

ความเร็วที่ตรงกับฝันร้าย

ต่อไปนี้คือสิ่งที่หนังสือเรียนกล่าวถึงเมื่ออธิบายถึง-wave Mach-โมดูเลเตอร์ Zehnder การเดินทาง

ในลิเธียมไนโอเบต ดัชนีไมโครเวฟจะอยู่ที่ประมาณ 4.2 ในขณะที่ดัชนีแสงจะอยู่ที่ประมาณ 2.2 ความไม่ตรงกันดังกล่าวหมายความว่าสัญญาณ RF และคลื่นแสงแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกันอย่างมากผ่านโครงสร้างอิเล็กโทรดของคุณ ที่ความถี่ต่ำ ไม่มีใครสนใจ - ความยาวการโต้ตอบนั้นสั้นพอที่จะทำให้การหยุดเฟสยังคงไม่สำคัญ ผลักดันเข้าสู่โหมดกิกะเฮิรตซ์ และทันใดนั้นโมดูเลเตอร์ที่ได้รับการออกแบบอย่างสวยงามของคุณก็แสดงการเลื่อนแบนด์วิธซึ่งทำให้หมายเลขเอกสารข้อมูลดูเหมือนแฟนตาซี

การแก้ไขนี้เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมอิเล็กโทรดที่ซับซ้อน คุณทำให้ชั้นบัฟเฟอร์หนาขึ้น ขยายช่องว่าง เพิ่มโครงสร้างการโหลดแบบคาปาซิทีฟ โดยพื้นฐานแล้วอะไรก็ตามที่สามารถทำให้ไมโครเวฟช้าลงโดยไม่ทำลายประสิทธิภาพการมอดูเลตของคุณในกระบวนการ ลิเธียมไนโอเบตแบบฟิล์มบาง-เปลี่ยนเกมไปบ้าง - โดยจำกัดแสงไว้ที่ท่อนำคลื่นขนาดต่ำกว่า-ไมครอนโดยธรรมชาติจะลดดัชนีแสงที่มีประสิทธิภาพและนำการจับคู่ความเร็วมาไว้ใกล้มือโดยไม่ต้องบิดเบี้ยวอุปกรณ์ขนาดใหญ่แบบเดิมที่จำเป็นต้องใช้

ฉันใช้เวลาสามเดือนในปี 2019 ในการดีบักการออกแบบโมดูเลเตอร์ 40 GHz โดยที่แบนด์วิดธ์จำลองดูงดงามและการตอบสนองที่วัดได้นั้นสูงกว่า 25 GHz ผู้กระทำผิดกลายเป็นตัวเหนี่ยวนำปรสิตในระนาบกราวด์ซึ่งไม่มีใครสร้างแบบจำลองได้อย่างเหมาะสม สามเดือน.

 

เหตุใดลิเธียมไนโอเบตจึงยังคงชนะ (ส่วนใหญ่)

แม้จะมีการพัฒนาโฟโตนิกของเซมิคอนดักเตอร์มาหลายทศวรรษ แต่ LiNbO₃ ยังคงเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับโมดูเลเตอร์ประสิทธิภาพสูง-ในลิงก์โฟโตนิกโทรคมนาคมและ RF เหตุผลที่ไม่ใช่เรื่องลึกลับ: ค่าสัมประสิทธิ์ r₃₃ ประมาณ 31 pm/V ความโปร่งใสของแสงตั้งแต่ 350 นาโนเมตรถึง 5 ไมโครเมตร และโครงสร้างพื้นฐานด้านการผลิตที่ครบถ้วนซึ่งให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน

การปฏิวัติฟิล์มบาง-บาง - ชั้น LN ที่มีพันธะขนาดย่อย-ไมครอนบนพื้นผิวของซิลิคอนหรือซิลิคอนไนไตรด์ - ได้ปลดล็อกประสิทธิภาพที่อุปกรณ์จำนวนมากไม่สามารถทำได้ การสาธิตล่าสุดได้ผลักดันแบนด์วิดท์ 3-dB ให้เกิน 110 GHz โดยมีผลิตภัณฑ์ความยาวแรงดันไฟฟ้า-อยู่ที่ประมาณ 2.2 V·cm เมื่อเปรียบเทียบกับท่อนำคลื่นไททาเนียมทั่วไปที่ต้องใช้แรงดัน 5-6 V·cm แล้วคุณจะเข้าใจว่าทำไมจู่ๆ ทุกคนจึงสนใจ TFLN ประมาณปี 2018

แต่เนื้อหามีปัญหาที่ผู้จัดจำหน่ายไม่ได้เน้นในเอกสารประกอบทางการตลาด

 

ความเสียหายจากแสงสะท้อนเกิดขึ้นจริงและน่ารำคาญ

 

Z-cut กับ X-cut: การแลกเปลี่ยนที่ไม่มีวันสิ้นสุด

การวางแนวแบบคริสตัลจะกำหนดว่าโมดูเลเตอร์ของคุณจะส่งเสียงร้องหรือไม่

อุปกรณ์ตัด Z- วางตำแหน่งอิเล็กโทรดไว้ด้านบนและด้านล่างท่อนำคลื่นโดยตรง เพื่อเพิ่มสนามไฟฟ้าที่ทับซ้อนกับโหมดออปติคอล คุณจะได้ค่า Vπ ต่ำลง ซึ่งหมายความว่ากำลังขับ RF น้อยลงซึ่งจำเป็นสำหรับการปรับความลึกเต็มรูปแบบ การจับเกี่ยวข้องกับการมอดูเลตเฟสแบบไม่สมมาตรระหว่างแขนอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ทั้งสอง - เมื่อคุณกดความเข้มลง คุณจะกำหนดการเปลี่ยนความถี่ที่ไม่ต้องการให้กับสัญญาณของคุณไปพร้อมๆ กัน

การกำหนดค่าการตัด X- จะวางอิเล็กโทรดไว้ข้างท่อนำคลื่นในการจัดเรียงการผลัก-แบบสมมาตร แขนทั้งสองข้างมีการเปลี่ยนเฟสเท่ากันและตรงกันข้าม ไม่มีเสียงร้องเจี๊ยก ๆ การมอดูเลตแอมพลิจูดที่สะอาด แต่การทับซ้อนของสนามกลับลดลง ทำให้ Vπ สูงขึ้นและต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณ RF ที่หนักกว่า

สำหรับการสื่อสารแบบดิจิทัลที่ใช้ NRZ ที่ 10 Gb/s เสียงร้องอาจช่วยได้จริง - โดยสามารถชดเชยการกระจายตัวของสีได้บางส่วนตามความยาวไฟเบอร์บางค่า สำหรับการเชื่อมโยงโฟโตนิก RF แบบอะนาล็อกที่ความเป็นเส้นตรงมีความสำคัญ การตัด X- กลายเป็นสิ่งจำเป็น

 

การดูดซับด้วยไฟฟ้าทำสิ่งที่แตกต่างออกไป

EAM ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์-ใช้ประโยชน์จากแบนด์-การเปลี่ยนแปลงการดูดกลืนแสงของขอบมากกว่าการเปลี่ยนแปลงดัชนีการหักเหของแสง ใช้อคติย้อนกลับกับโครงสร้างหลุมควอนตัม และขอบการดูดกลืนแสงเปลี่ยนสีแดงผ่านเอฟเฟกต์สตาร์คที่จำกัดของควอนตัม- - ฟังก์ชันคลื่นของเอ็กซิตอนจะบิดเบือน พลังงานที่ยึดเหนี่ยวลดลง และโฟตอนที่ส่งผ่านก่อนหน้านี้จะถูกดูดซับ

ความงดงามของแนวทางนี้: ข้อกำหนดของไดรฟ์ย่อย-โวลต์และความเข้ากันได้อย่างแท้จริงกับการบูรณาการเลเซอร์ III-V คุณสามารถสร้างเลเซอร์ DFB และโมดูเลเตอร์บนชิป InP เดียวกันได้ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียการเชื่อมต่อไฟเบอร์และอาการปวดหัวในการจัดตำแหน่ง

ความน่าเกลียด: ความไวของความยาวคลื่นที่ทำให้ LiNbO₃ ดูเป็นบรอดแบนด์เมื่อเปรียบเทียบ อัตราการสูญพันธุ์ของ EAM จะลดลงหากเลเซอร์ของคุณลอยไปแม้แต่ไม่กี่นาโนเมตร การควบคุมอุณหภูมิไม่สามารถ-ต่อรองได้

นอกจากนี้การดูดกลืนแสงยังสร้างโฟโตปัจจุบันอีกด้วย ที่กำลังแสงสูง กระแสไฟฟ้านี้จะปรับเปลี่ยนการกระจายของสนามไฟฟ้าทั่วหลุมควอนตัม ทำให้ประสิทธิภาพการปรับกลายเป็นพลังงาน-ขึ้นอยู่กับวิธีที่ทำให้การออกแบบลิงก์ซับซ้อน

 

สิ่งที่จำกัดแบนด์วิธจริงๆ

ผู้คนรวมข้อจำกัดแบนด์วิธที่แตกต่างกันหลายประการเข้าด้วยกัน และมันสร้างความสับสน

แบนด์วิดท์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับค่าคงที่เวลา RC จากความจุของจุดเชื่อมต่อและความต้านทานของอิเล็กโทรด รวมถึงผลกระทบของ-การเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น ความเร็วไม่ตรงกันและการสูญเสียไมโครเวฟ โดยทั่วไปปัจจัยเหล่านี้มีอิทธิพลเหนือ-อุปกรณ์ที่ออกแบบมาอย่างดี

แบนด์วิธแบบออปติก - หมายถึงช่วงความยาวคลื่นที่ประสิทธิภาพการมอดูเลตคงที่โดยประมาณ - ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของวัสดุและการออกแบบท่อนำคลื่น สำหรับอุปกรณ์ลิเธียมไนโอเบต มักจะมีขนาดมหึมา ซึ่งทอดยาวหลายร้อยนาโนเมตร สำหรับ EAM อาจเป็น 20-30 นาโนเมตรถ้าคุณโชคดี

เวลาตอบสนองของวัสดุที่แท้จริงสำหรับเอฟเฟกต์ Pockels อยู่ในระบอบการปกครองของเฟมโตวินาที ไม่เคยมีใครสร้าง modulator เร็วพอที่จะเห็นขีดจำกัดนี้มาก่อน เอฟเฟ็กต์ Franz-Keldysh ตอบสนองเร็วเช่นเดียวกัน เมื่อผู้ขายเสนอราคา "เวลาตอบสนอง 1 PS" พวกเขากำลังพูดถึงการจำกัดสวิตช์ไฟฟ้าแบบ RC- ไม่ใช่ฟิสิกส์พื้นฐาน

 

 

การจับคู่ความต้านทานมีความสำคัญมากกว่าที่คุณคิด

ระบบ RF มาตรฐานยอมรับ 50Ω ทุกที่ โมดูเลเตอร์แบบออปติคอลมักแสดงโหลดรีแอกทีฟที่แตกต่างกันไปตามความถี่ - ที่คริสตัลจะมีพฤติกรรมเป็นตัวเก็บประจุแบบสูญเสียควบคู่ไปกับความต้านทานของอิเล็กโทรดที่มีอยู่

ขับเคลื่อน-โมดูเลเตอร์ความถี่สูงด้วยแหล่งกำเนิดที่ไม่มีใครเทียบได้ แล้วคุณจะเห็นการสะท้อนที่สร้างความเสียหายให้กับแอมพลิฟายเออร์ คลื่นนิ่งที่สร้างความถี่-การกระเพื่อมในการตอบสนองที่ขึ้นอยู่กับ และประสิทธิภาพการส่งพลังงานที่ลดลงในเวลาที่คุณต้องการมากที่สุด

การออกแบบคลื่นเคลื่อนที่-ช่วยด้วยการนำเสนออิมพีแดนซ์แบบกระจายตามความยาวของอิเล็กโทรด ตัวต้านทานปลายสายจะดูดซับสิ่งที่ไม่คู่กับสนามแสง แต่การบรรลุการจับคู่50Ωที่แท้จริงจาก DC ถึง 100 GHz ต้องใช้ความแม่นยำในการจำลองซึ่งจะทำให้เครื่องมือ EM เชิงพาณิชย์ถึงขีดจำกัด

โมดูเลเตอร์เรโซแนนซ์ใช้แนวทางตรงกันข้าม - จงใจไม่ตรงกันเพื่อสร้างวงจรถังเก็บ Q สูง- ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำเป็นสนามขนาดกิโลโวลต์-ที่จำเป็นสำหรับการสวิง Vπ แบบเต็ม ใช้งานได้ดีที่ความถี่เดียว ไม่มีประโยชน์สำหรับการใช้งานบรอดแบนด์

 

ปัญหาอคติดริฟท์ที่ไม่มีใครอยากพูดถึง

จ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปที่โมดูเลเตอร์ลิเธียมไนโอเบตแล้วรอ จุดปฏิบัติการเดินหลง

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างของอุปกรณ์ไม่ได้เป็นแบบต้านทานเพียงอย่างเดียว - คุณมีชั้นบัฟเฟอร์ ไทเทเนียม-บริเวณที่กระจาย สารตั้งต้นที่ไม่มีการเจือปน ทั้งหมดนี้มีค่าการนำไฟฟ้าและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่แตกต่างกัน การชาร์จจะกระจายไปเป็นชั่วโมงต่อวัน คัดกรองฟิลด์ที่ใช้และเปลี่ยนฟังก์ชันการถ่ายโอน

การออกแบบโมดูเลเตอร์ที่เหมาะสมช่วยลดการเบี่ยงเบนด้วยการเลือกวัสดุอย่างระมัดระวังและการควบคุมกระบวนการผลิต แต่ "ย่อเล็กสุด" ไม่ได้หมายความว่า "กำจัด" การติดตั้งที่จริงจังทุกครั้งจะมีตัวควบคุมไบแอสที่ตรวจสอบเอาท์พุตแสงและปรับแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาจุดการทำงานที่ต้องการ

เอฟเฟกต์ไพโรอิเล็กทริกเพิ่มความน่ารำคาญอีกชั้นหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทำให้เกิดโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองซึ่งดูเหมือนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จากมุมมองของคริสตัลทุกประการ วางโมดูเลเตอร์ของคุณไว้ใกล้แหล่งความร้อนแล้วดูจุดอคติเต้นไปรอบๆ

 

โมดูเลเตอร์พลาสโมนิคมีอยู่แต่ยังคงแปลกใหม่

สนามฟังดูน่าสนใจ: จำกัดทั้งแสงและสนาม RF ให้อยู่ในช่องว่างระดับนาโนโดยใช้โหมดพลาสมอนพื้นผิว ทำให้ประสิทธิภาพการปรับเป็นไปไม่ได้ด้วยท่อนำคลื่นโฟโตนิก

ผลลัพธ์ล่าสุดสาธิตผลิตภัณฑ์ VπL ที่ต่ำกว่า 0.1 V·cm ที่มีความยาวอิเล็กโทรดต่ำกว่า 20 μm แบนด์วิดท์เข้าถึงได้เกิน 100 GHz เนื่องจากทุกอย่างมีขนาดเล็กมากจนการจับคู่ความเร็วกลายเป็นเรื่องเล็กน้อย

การจับเกี่ยวข้องกับการสูญเสีย โหมดพลาสโมนิคจะกระจายพลังงานไปสู่การทำความร้อนของโลหะ การสูญเสียการแทรก 10-15 dB ต่ออุปกรณ์ทำให้งบประมาณระบบ-ระดับพลังงานทำได้ยาก และการเชื่อมต่อแสงจากเส้นใยโหมดเดี่ยวมาตรฐานเข้ากับช่องพลาสโมนิกระดับนาโนต้องใช้โครงสร้างเรียวที่ใช้พื้นที่ชิปและเพิ่มการสูญเสียของตัวเอง

สำหรับการใช้งานเฉพาะกลุ่มที่ขนาดและความเร็วมีประสิทธิภาพมากกว่า plasmonics นั้นสมเหตุสมผล สำหรับตัวรับส่งสัญญาณโทรคมนาคมที่จัดส่งหลายล้านหน่วย เทคโนโลยียังคงเป็นวิชาการ

 

ซิลิคอน โฟโตนิกส์ ต้องการแข่งขัน

ตัวปรับพร่องของพาหะ-ในซิลิคอนนำเสนอความเข้ากันได้ของ CMOS และความหนาแน่นในการรวมที่ลิเธียมไนโอเบตไม่สามารถเทียบเคียงได้ สร้างโมดูเลเตอร์ของคุณควบคู่ไปกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของไดรเวอร์บนเวเฟอร์เดียวกันโดยใช้กระบวนการที่โรงหล่อดำเนินการในขนาดที่ใหญ่อยู่แล้ว

ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงอย่างมาก - 50 แบนด์วิดท์ที่เป็นกิจวัตร GHz แสดงให้เห็นการทำงานของ 85 Gbaud แต่กลไกเบื้องหลังนั้นอาศัยการดูดกลืนของพาหะอิสระ-และการกระจายตัวของพลาสมา ทั้งผลกระทบที่อ่อนแอซึ่งต้องการความยาวปฏิสัมพันธ์ที่ยาวขึ้น หรือการปรับปรุงเรโซแนนซ์เพื่อให้ได้อัตราส่วนการสูญพันธุ์ที่สมเหตุสมผล

ไฮบริดใช้วิธีการเชื่อม-ฟิล์ม LN บางๆ เข้ากับวงจรโฟโตนิกของซิลิคอนโดยพยายามดึงผลประโยชน์จากทั้งสองโลก คุณจะได้รับประสิทธิภาพการปรับของลิเธียมไนโอเบตพร้อมกับความหนาแน่นของการบูรณาการของซิลิคอน ความซับซ้อนในการผลิตเพิ่มขึ้นตามลำดับ

 

ความไวต่ออุณหภูมิแตกต่างกันอย่างมาก

ลิเธียมไนโอเบตมีค่าสัมประสิทธิ์เทอร์โม-แสงที่แข็งแกร่ง - ประมาณ 3.9×10⁻⁵ / องศาสำหรับดัชนีพิเศษ การแกว่ง 10 องศาจะเปลี่ยนอคติของอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ประมาณหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น หากคุณไม่ระวัง

โมดูเลเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ประสบปัญหาที่คล้ายกันบวกกับการเปลี่ยนแปลง bandgap ที่เปลี่ยนขอบการดูดกลืนแสง

โซลูชันมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการออกแบบอะเธอร์มอล (การจัดเส้นทางท่อนำคลื่นเพื่อให้อุณหภูมิ-ยกเลิกการเลื่อนเฟสที่เหนี่ยวนำ) หรือการรักษาเสถียรภาพอุณหภูมิแบบแอกทีฟโดยใช้เครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก ไม่มีแนวทางใดที่ฟรี - การออกแบบด้านความร้อนจะใช้พื้นที่ชิป ในขณะที่ระบบ TEC ดึงพลังงานและเพิ่มโหมดความล้มเหลว

ระบบที่นำไปใช้งานภาคสนาม-ต้องเผชิญกับอุณหภูมิโดยรอบที่แปรปรวนซึ่งการสาธิตในห้องปฏิบัติการเพิกเฉยโดยสะดวก สิ่งที่ทำงานได้อย่างสวยงามที่ 25 องศาอาจไม่สามารถใช้งานได้ที่ -40 องศาหรือ +85 องศา โดยไม่ต้องใช้ความพยายามทางวิศวกรรมอย่างจริงจัง

 

ต้นทุนบรรจุภัณฑ์ครอบงำ

สิ่งนี้ถูกมองข้ามอยู่ตลอดเวลา

ชิปโมดูเลเตอร์จริงอาจมีราคาไม่กี่ดอลลาร์ในปริมาณมาก การบรรจุชิปที่มีตัวเชื่อมต่อ RF, ผมเปียแบบไฟเบอร์, เครื่องตรวจจับแสงแบบตรวจสอบอคติ, การจัดการความร้อน และการปิดผนึกสุญญากาศ ช่วยเพิ่มค่าวัสดุได้ถึง 500-2,000 ดอลลาร์ได้อย่างง่ายดาย

การทำงานที่มีความถี่สูง-ทำให้การบรรจุภัณฑ์ทำได้ยากขึ้น เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำของพันธะลวดและความไม่ต่อเนื่องของตัวเชื่อมต่อมีความสำคัญ. 40 อุปกรณ์ GHz ต้องการความเอาใจใส่อย่างระมัดระวังต่อความต่อเนื่องของระนาบกราวด์. 100 อุปกรณ์ GHz ต้องการการพลิกกลับของชิป- หรือเทคนิคที่เทียบเคียงได้ซึ่งเพิ่มขั้นตอนกระบวนการและลดผลผลิต

อุตสาหกรรมได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา แต่บรรจุภัณฑ์ยังคงเป็นสาเหตุที่ทำให้โมดูเลเตอร์เชิงพาณิชย์ต้องเสียค่าใช้จ่ายในสิ่งที่พวกเขาทำ

 

สิ่งที่จัดส่งตามปริมาณจริง

แม้ว่าผลการวิจัยจะออกมาน่าตื่นเต้น แต่ตลาดโทรคมนาคมที่มีปริมาณมาก-ส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์ที่ดูน่าประทับใจเมื่อห้าปีที่แล้วและเป็นเรื่องปกติในปัจจุบัน

MZM ลิเธียมไนโอเบต 20-40 GHz ครองการส่งข้อมูลที่สอดคล้องกัน 100G/400G โมดูเลเตอร์ซิลิคอนโฟโตนิกปรากฏในการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล โดยที่การบูรณาการกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพดิบ EAM ที่ใช้ InP- ที่ผสานรวมกับ DFB ให้บริการแอปพลิเคชันที่มีการเข้าถึงระยะสั้นโดยที่ต้นทุนและขนาดมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่า

การสาธิต-edge 100+ GHz ยังคงมีอยู่ในห้องปฏิบัติการหรือแอปพลิเคชันเฉพาะทางขนาดเล็ก- ผลผลิตการผลิต คุณสมบัติความน่าเชื่อถือ และการลดต้นทุนต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะเติบโต

 

ความน่าเชื่อถือไม่ได้สวยงามแต่เป็นสิ่งสำคัญ

ผู้ให้บริการโทรคมนาคมคาดหวังอายุการใช้งานภาคสนาม 20 ปี นั่นหมายถึงการแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของการเคลื่อนตัวของอคติผ่านการเร่งอายุ การพิสูจน์ความสมบูรณ์ของการยึดติดของเส้นใยรอดพ้นจากการหมุนเวียนของความร้อน และมีคุณสมบัติในการผนึกสุญญากาศทุกรายการเพื่อป้องกันความชื้น

อุปกรณ์ลิเธียมไนโอเบตมีข้อมูลความน่าเชื่อถือมานานหลายทศวรรษที่สนับสนุนการใช้งานในสายเคเบิลใต้ทะเลและจุดเชื่อมต่อแกนหลักภาคพื้นดิน เทคโนโลยีใหม่ๆ เผชิญกับการตรวจสอบที่ยากขึ้น เนื่องจากโหมดความล้มเหลวยังไม่ได้รับการระบุลักษณะอย่างสมบูรณ์

ปัญหาที่เกิดซ้ำประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของอิเล็กโทรดที่ระดับพลังงาน RF สูง การเคลื่อนตัวของโลหะ การสร้างออกไซด์ และความเครียดเชิงกลจากการหมุนเวียนด้วยความร้อนจะค่อยๆ เพิ่มการสูญเสียการแทรกและการเปลี่ยน Vπ การทดสอบแบบเร่งที่อุณหภูมิสูงพยายามที่จะคาดการณ์-พฤติกรรมการสิ้นสุด-ของชีวิต แต่ความสัมพันธ์ระหว่างผลลัพธ์ในห้องปฏิบัติการและประสบการณ์ภาคสนามยังคงไม่สมบูรณ์

 

ตัวเลขที่มีความสำคัญ

เมื่อประเมินโมดูเลเตอร์สำหรับแอปพลิเคชันความถี่สูง- ข้อมูลจำเพาะเหล่านี้สมควรได้รับความสนใจ:

แบนด์วิดท์ออปติกไฟฟ้า 3-dB- - ไม่ใช่จุด -6 dB ที่เอกสารข้อมูลบางส่วนแอบเข้าไป ข้อมูลจำเพาะ 40 GHz ที่ -6 dB อาจส่งเพียง 25 GHz ที่ -3 dB

Vπ ที่ความถี่การทำงานของคุณ ไม่ใช่ DC การสูญเสียอิเล็กโทรดและความเร็วไม่ตรงกันทำให้ Vπ เพิ่มขึ้นตามความถี่ในการออกแบบคลื่นเคลื่อนที่-ส่วนใหญ่

การสูญเสียการแทรกรวมถึงการต่อไฟเบอร์ หมายเลขระดับชิป-ดูดีกว่าหมายเลขอุปกรณ์แบบแพ็กเกจ ซึ่งบางครั้งก็ดูดีกว่ามาก

อัตราส่วนการสูญเสียภายใต้การมอดูเลต ไม่ใช่แบบคงที่ ความไม่สมบูรณ์ของไดรฟ์ RF และข้อจำกัดแบนด์วิธจะช่วยลดคอนทราสต์ที่ความถี่สูงได้

ส่งคืนการสูญเสียหรือ S11 เพื่อระบุลักษณะคุณภาพการจับคู่อิมพีแดนซ์ การสูญเสียผลตอบแทนที่ไม่ดีบ่งชี้ถึงการสะท้อนที่จะทำให้เกิดปัญหาในห่วงโซ่ RF ของคุณ

ไม่มีใครวัดทุกสิ่งที่คุณต้องการภายใต้สภาพการทำงานของคุณอย่างแน่นอน การตีความเอกสารข้อมูลต้องใช้ประสบการณ์ในการรับรู้ว่าตัวเลขใดแปลเป็นแอปพลิเคชันของคุณและตัวเลขใดแสดงถึง-สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดที่คุณจะไม่ประสบผลสำเร็จ

 

ทิศทางในอนาคตที่อาจมีความสำคัญจริงๆ

การบูรณาการที่สูงขึ้นยังคงผลักดันเทคโนโลยีโมดูเลเตอร์ไปสู่วงจรรวมโฟโตนิกที่รวมเลเซอร์ โมดูเลเตอร์ แอมพลิฟายเออร์ และมัลติเพล็กเซอร์บนชิปตัวเดียว สิ่งนี้จะช่วยลดการสูญเสียการมีเพศสัมพันธ์ของไฟเบอร์ กำจัดการประกอบส่วนประกอบที่แยกจากกัน และทำให้ฟังก์ชันการทำงานไม่สามารถทำได้ด้วยอุปกรณ์ที่แยกจากกัน

การก้าวไปสู่อัตรารับส่งข้อมูลที่สูงขึ้น - 100+ Gbaud สำหรับการส่งสัญญาณที่สอดคล้องกัน - ต้องการแบนด์วิธของโมดูเลเตอร์ที่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ในปัจจุบันแทบจะไม่บรรลุผลสำเร็จ ดูเหมือนว่าอุปกรณ์ TFLN จะอยู่ในตำแหน่งที่สามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้หากการผลิตปรับขนาดได้สำเร็จ

Co-แพ็คเกจออปติกที่วางโฟโตนิกส์โดยตรงบนสวิตช์ ASIC แสดงถึงขอบเขตการบูรณาการอีกระดับหนึ่ง อินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าสั้นมาก อาจทำให้แบนด์วิธสูงขึ้นและมีพลังงานต่ำกว่าตัวรับส่งสัญญาณแบบเสียบได้ในปัจจุบัน

การที่เทคโนโลยีใดจะชนะนั้นจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพดิบน้อยกว่าต้นทุนการผลิต ความสมบูรณ์ของห่วงโซ่อุปทาน และการสนับสนุนระบบนิเวศ - ปัจจัยที่เคลื่อนไหวช้ากว่าผลลัพธ์ของห้องปฏิบัติการอาจแนะนำ

โมดูเลเตอร์ที่คุณปรับใช้ในปีหน้าอาจจะดูค่อนข้างคล้ายกับที่จัดส่งเมื่อสามปีที่แล้ว ไม่ว่าเอกสารการประชุมจะสัญญาไว้อย่างไรก็ตาม