Ptica
C òtica C comunicacions maluc C
Les xips òptiques i els xips elèctrics són els dispositius més importants que determinen el rendiment dels mòduls òptics.
Els xips òptics i els xips elèctrics són els components bàsics dels dispositius òptics.
En dispositius òptics, els xips òptics s'utilitzen per a la conversió de senyals fotoelèctrics. Segons diferents tipus, es pot dividir en xips òptics actius i xips òptics passius.
Els xips òptics actius es divideixen en xips làser (transmissor) i xips detector (receptor). A l’extrem transmissor (xip làser), el mòdul transmissor òptic converteix el senyal elèctric en un senyal òptic; a l’extrem receptor (xip detector), el senyal òptic es restableix a un senyal elèctric i s’introdueix en un dispositiu electrònic. El rendiment i la velocitat de transmissió del xip òptic determinen directament l'eficiència de transmissió del sistema de comunicació de fibra òptica.
El valor dels xips làser és gran i les barreres tècniques són elevades. És la "perla" dels xips òptics. Segons el tipus d’emissió de llum, es divideix en emissió superficial i emissió lateral. Entre ells, els làsers emissors de superfícies es troben principalment VCSEL (làsers emissors de superfície de la cavitat vertical); Hi ha molts tipus de làser emissor de vora, incloent FP (làser Fabry – Pérot, Fabry-Perot), DFB (làser de retroalimentació distribuïda, làser de retroalimentació distribuïda) i làsers EML (làser modulat per electroabsorció), els xips làser tradicionals FP s’han reduït gradualment. les seves aplicacions en el camp de la comunicació òptica a causa de grans pèrdues i curtes distàncies de transmissió. Hi ha tres tipus principals de xips làser bàsics: DFB i EML i VCSEL.
(1) DFB és el làser de modulació directa més utilitzat, que es basa en la FP a través del reixat de Bragg integrat, de manera que el làser és altament monocromàtic, reduint la pèrdua i augmentant la distància de transmissió. Actualment, els làsers DFB s’utilitzen principalment per a transmissions de mitja i llarga distància. Els principals escenaris d’aplicació inclouen: xarxa d’accés FTTx, xarxa de transmissió, estació base sense fils i interconnexió interna de centres de dades.
(2) Els làsers EML afegeixen una làmina d'electroabsorció (EAM) com a modulador extern sobre la base de DFB. El rendiment de síndrome i de dispersió és millor que el DFB i són més adequats per a la transmissió de llargues distàncies. Els principals escenaris d’aplicació de l’EML són: xarxa vertebral de telecomunicacions d’alta velocitat, de llarga distància, xarxa d’àrea metropolitana i interconnexió de centres de dades (xarxa DCI).
(3) VCSEL té les característiques d'un mode longitudinal únic, punt de sortida circular, preu baix i integració fàcil, però la distància de transmissió lluminosa és curta, adequada per a transmissions de curta distància a 500m. Els principals escenaris d’aplicació són: centre de dades intern, electrònica de consum (3D). A
Hi ha dos tipus de xips detector: PIN (detector de díodes PN) i APD (detector de díodes d'allaus). La primera té una sensibilitat relativament baixa, que s’utilitza a distàncies curtes i mitjanes, i la segona a una alta sensibilitat, que s’utilitza a distàncies mitjanes i llargues.
D’una banda, el xip elèctric realitza suport per al funcionament del xip òptic, com LD (controlador làser), TIA (amplificador de transimpedància), CDR (rellotge i circuit de recuperació de dades), d’una banda, realitza la potència. ajust del senyal elèctric, com ara MA (amplificador principal), d’altra banda, per aconseguir un processament de senyal digital complex, com ara modulació, control de senyal coherent, conversió serial-paral·lel / paral·lel-sèrie, etc. També hi ha alguns mòduls òptics amb DDM (Digital Diagnostic Function), corresponent amb MCU i EEPROM. Els xips elèctrics s’utilitzen generalment junts i els fabricants de xips generals introduiran generalment un conjunt de productes per a un determinat tipus de mòdul òptic.
Independentment de si es tracta d’un xip òptic o d’un xip elèctric, depenent del material del substrat (substrat), es pot dividir en les següents categories: fòsfor d’indi (InP), arsenur de galli (GaAs), a base de silici (Si), etc .:
Ús que coincideix amb xip òptic i xip elèctric: A l’extrem transmissor, el senyal elèctric és modulat internament o externament per CDR, LD i altres xips de processament de senyal, impulsant el xip làser per completar la conversió electro-òptica; a l’extrem receptor, el senyal òptic es converteix en polsos elèctrics mitjançant el xip detector i, a continuació, es realitza la modulació d’amplitud mitjançant xips de processament d’energia com TIA i MA, i finalment es produeix un senyal elèctric continu que pot ser processat pel terminal. La cooperació del xip òptic i del xip electrònic realitza els principals indicadors de rendiment com ara la velocitat de transmissió, la relació d’extinció i la potència òptica transmesa, i és el dispositiu més important que determina el rendiment del mòdul òptic.
Els xips de dispositius òptics presenten barreres tècniques molt elevades i fluxos de processos complicats, de manera que constitueixen la part més gran de l'estructura de costos del mòdul òptic. El cost dels xips òptics sol ser del 40% -60%, i el cost de les fitxes elèctriques sol ser del 10% -30%. Com més gran sigui la velocitat, més elevat serà el cost dels xips elèctrics de mòdul òptic de gamma alta.