Chip modulador de intensidad MIOC, chip modulador de fase

Chip MIOC, chip modulador de intensidad, chip modulador de fase

1. Chip de MIOC

Abstracto

ACircuito óptico integrado de grado militar (MIOC) Chipes un componente óptico de alto rendimiento diseñado para un control preciso de señales de luz en sistemas de fibra óptica. Se usa principalmente enGiroscopios de fibra óptica (niebla), sistemas de comunicación óptica y aplicaciones de detección de alta precisión. El chip MIOC se fabrica típicamente usandoLitio Niobate (Linbo₃)u otros materiales electroópticos avanzados, que ofrecen estabilidad excepcional, baja pérdida de inserción y altas capacidades de mantenimiento de polarización.

Estructura y principio de funcionamiento

El chip MIOC integra múltiples componentes ópticos, incluidosguías de onda, acopladores y moduladores de fase, en un solo sustrato compacto. Funciona en función delefecto electroóptico, donde un voltaje aplicado externamente modifica el índice de refracción del material, lo que permite un control preciso de la propagación de la luz. Engiroscopios de fibra óptica, el chip MIOC sirve como el componente central que se divide, modula y recombina señales de luz para detectar el movimiento de rotación con extrema precisión.

Características clave

Alta estabilidad: Diseñado para condiciones ambientales extremas, con resistencia a las fluctuaciones de temperatura y vibraciones mecánicas.

Baja pérdida de inserción: Asegura una pérdida de potencia óptica mínima, mejorando la eficiencia del sistema.

Rendimiento de mantenimiento de la polarización: Mantiene la integridad de la señal para aplicaciones de alta precisión.

Integración compacta: Reduce la complejidad del sistema integrando múltiples funciones ópticas en un solo chip.

Tiempo de respuesta rápido: Habilita la modulación en tiempo real con respuesta electroóptica de alta velocidad.

Aplicaciones

1) Giroscopios de fibra óptica (niebla)

Los chips MIOC se usan ampliamente enNieblaparaSistemas de navegación inercial (INS)envehículos aeroespaciales, militares y autónomos. Aseguran mediciones precisas de velocidad angular, permitiendo un posicionamiento preciso sin dependencia del GPS.

2) Comunicación óptica

Soporte de chips MIOCProcesamiento de señal óptica de alta velocidad, incluida la modulación de fase y el control de amplitud, haciéndolos esenciales enSistemas de comunicación óptica coherentes.

3) óptica cuántica y detección fotónica

Las capacidades de modulación de fase ultraestables y precisas de los chips MIOC las hacen valiosas enQuantum Computación, distribución de clave cuántica (QKD) y sensores de fibra ópticautilizado en monitoreo industrial.

Ventajas sobre otros moduladores ópticos

Mayor estabilidad en comparación con componentes discretos: El diseño integrado elimina los problemas de alineación y mejora la confiabilidad a largo plazo.

Durabilidad ambiental superior: Diseñado para condiciones de operación duras en defensa y aplicaciones aeroespaciales.

Menor consumo de energía: Optimizado para la operación de eficiencia energética en sistemas integrados y móviles.

Especificación

2.Chip modulador de intensidad

Abstracto

UnChip modulador de intensidades un dispositivo óptico avanzado diseñado para modular la amplitud (intensidad) de una señal óptica en respuesta a una entrada eléctrica externa. Estos chips juegan un papel crucial enComunicación óptica de fibra, LiDAR, fotónica de microondas y procesamiento de señales ópticas. Al controlar la intensidad de la luz, permiten la transmisión de datos de alta velocidad, la configuración de la señal y los formatos de modulación avanzados necesarios para aplicaciones fotónicas modernas.

Por lo general, los moduladores de intensidad se basan enNiobato de litio (Linbo₃), fotónica de silicio (SIPH) o fosfuro de indio (INP). La estructura más común utilizada en estos chips es elInterferómetro Mach-Zehnder (MZI), que permite una modulación precisa de la intensidad de la luz.

Estructura y principio de funcionamiento

El chip modulador de intensidad funciona utilizandoefectos de interferenciaenGuía de onda del interferómetro Mach-Zehnder (MZI). La señal óptica se divide en dos rutas, y la fase relativa entre ellas se ajusta utilizando un campo eléctrico aplicado externamente. Cuando las dos rutas de luz se recombinan, se produce una interferencia constructiva o destructiva, lo que resulta en la modulación de la intensidad óptica.

Los principios clave incluyen:

Efecto electroóptico: El índice de refracción del material cambia en respuesta a un voltaje aplicado, alterando la fase de la luz.

Control de interferencia: Controlando con precisión el cambio de fase, el modulador ajusta la intensidad de la señal de salida.

Características clave

Alta relación de extinción: Proporciona un fuerte contraste entre los niveles de intensidad altos y bajos, crucial para la claridad de la señal.

Baja pérdida de inserción: Asegura una pérdida de potencia mínima durante la modulación.

Ancho de banda de alto modulación: Admite señales de alta frecuencia, lo que permite tasas de datos de hasta 100 Gbps y más.

Bajo voltaje de conducción: Reduce el consumo de energía para la operación de eficiencia energética.

Diseño compacto e integrado: Habilita la integración enCircuitos integrados fotónicos (fotos)para sistemas ópticos avanzados.

Aplicaciones

1) Comunicación óptica

Utilizado enRedes de fibra óptica de larga distancia y metropara codificar datos digitales en señales de luz.

SoporteFormatos de modulación avanzadosComo NRZ, PAM4 y QAM para la transmisión de datos de alta velocidad.

2) Lidar (detección de luz y rango)

Utilizado paramodulación de formación de pulso y amplituden sistemas LiDAR, mejorando la resolución de rango y la precisión de la detección.

Esencial paraVehículos autónomos, monitoreo ambiental y mapeo 3D.

3) Fotónica de microondas

Habilitanenlaces ópticos analógicos de alta velocidadpara radar, comunicaciones por satélite y sistemas de guerra electrónica.

Utilizado enRf-sobre fibraTransmisión para aplicaciones inalámbricas y de defensa.

4) Procesamiento de señal óptica

Utilizado enComputación óptica, activación de señal ultrafast y conmutación óptica.

FacilitarFormación de pulso óptico, filtrado y generación de forma de ondaen investigación y aplicaciones industriales.

Ventajas sobre otros moduladores ópticos

Mayor velocidad: En comparación con los moduladores de electroabsorción, los moduladores de intensidad ofrecen una velocidad y un ancho de banda superior.

Mejor calidad de señal: La relación de extinción más alta garantiza un rendimiento mejorado de señal a ruido.

Más robustas para las variaciones de temperatura: Materiales comoLinbo₃Proporcionar operación estable en un amplio rango de temperatura.

Especificación

3.Chip de modulador de fase

Abstracto

AChip de modulador de fasees un dispositivo óptico clave utilizado para modular la fase de una señal óptica sin alterar su intensidad. Esta modulación es crucial para las aplicaciones enComunicación óptica coherente, óptica cuántica, detección de fibra óptica y fotónica de microondas. A diferencia de los moduladores de intensidad, que controlan la amplitud de la luz, los moduladores de fase inducen un cambio de fase controlado aprovechando elefecto electroópticoen materiales comoNiobato de litio (Linbo₃), fotónica de silicio (SIPH) y fosfuro de indio (INP).

Al ajustar con precisión la fase de una onda óptica, los moduladores de fase habilitanProcesamiento de señal coherente, codificación de datos de alta velocidad y técnicas de medición de precisiónen sistemas basados ​​en fotónicos.

Estructura y principio de funcionamiento

AChip de modulador de fasese basa típicamente en unEstructura de guía de onda integradaque usa elefecto electroópticopara modificar el índice de refracción del material. Esto conduce a un cambio en la longitud de la ruta óptica, lo que resulta en un cambio de fase en la señal de luz de propagación.

Los principios operativos clave incluyen:

Efecto electroóptico: La aplicación de un voltaje externo altera el índice de refracción de la guía de onda, cambiando la fase de la luz transmitida.

Interferómetro Mach-Zehnder (MZI) o diseño de palanca de cambios de fase: El modulador de fase se puede implementar como un simplemodulador de guía de onda de paso únicoo como parte de unEstructura mzipara esquemas de modulación más complejos.

Control de fase continuo y discreto: Dependiendo de la aplicación, el cambio de fase puede serlineal, no lineal o gradual, permitiendo el procesamiento de señal avanzado.

Características clave

Modulación de fase de alta velocidad: Admite la modulación de nivel GHZ para la comunicación y la detección de alta velocidad.

Baja pérdida de inserción: Asegura la atenuación de la señal mínima durante la modulación de fase.

Ancho de banda óptico: Opera a través de un amplio rango de longitud de onda, típicamente deBanda C a la banda L(Rango de 1550 nm) en aplicaciones de telecomunicaciones.

Alta estabilidad y bajo ruido: Esencial para aplicaciones de precisión comoGiroscopios de fibra óptica y comunicación cuántica.

Diseño compacto e integrado: Habilita la integración enCircuitos integrados fotónicos (fotos)para sistemas ópticos de alta densidad.

Aplicaciones

1) Comunicación óptica coherente

Utilizado enFormatos de modulación avanzadoscomoQPSK (teclado de cambio de fase de cuadratura), DPSK (teclado de cambio de fase diferencial) y 16QAMpara codificar datos de manera eficiente.

MejoraIntegridad de la señal ópticaparaRedes de interconexión de centro de larga distancia y de datos.

2) óptica cuántica y comunicación cuántica

Habilita un control de fase preciso paraDistribución de clave cuántica (QKD), enredo cuántico y computación cuántica.

Esencial enPreparación y manipulación de estado cuánticoen circuitos cuánticos fotónicos.

3) Sensores de fibra óptica

Utilizado ensensores interferométricos de fibra óptica, comoGiroscopios de fibra óptica (FOGS) y sensores acústicos distribuidos (DAS), para medición de alta precisión de cambios ambientales.

Mejora la sensibilidad entemperatura, tensión y detección de vibracionesaplicaciones.

4) Photonics de microondas y procesamiento de señales de RF

Utilizado enProcesamiento de señales fotónicas de RFgenerar y manipular señales de microondas en radar, comunicación por satélite y sistemas de guerra electrónica.

Habilitandirección de haz controlada por faseen antenas de matriz en fase fotónica.

Ventajas sobre otros moduladores

Conserva la intensidad de la señal: A diferencia de los moduladores de intensidad, los moduladores de fase no reducen la potencia de la señal transmitida.

Mayor eficiencia espectral: HabilitaFormatos de modulación coherente avanzadospara transmisión de datos eficiente.

Más robustas para las variaciones ambientales: Ofrece una mayor estabilidad y precisión que los cambios de fase puramente electrónicos.

Especificación