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Highly Reliable and Compact InP-Based In-Phase and Quadrature Modulators for Over 400 Gbit/s Coherent Transmission Systems Moduladores em fase e quadratura altamente confiáveis ​​e compactos baseados em InP para sistemas de transmissão coerentes de mais de 400 Gbit/s

Hajime TANAKA, Tsutomu ISHIKAWA, Takashi KITAMURA, Masataka WATANABE, Ryuji YAMABI, Ryo YAMAGUCHI, Naoya KONO, Takehiko KIKUCHI, Morihiro SEKI, Tomokazu KATSUYAMA, Mitsuru EKAWA, Hajime SHOJI

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Resumo:

Fabricamos um modulador em fase e quadratura de polarização dupla baseado em InP (DP-IQ) que consiste em um conjunto de moduladores Mach-Zehnder (MZ) integrado com resistores de terminação de RF e parte traseira através de orifícios para moduladores de driver coerentes de alta largura de banda e revelamos seu alta fiabilidade. Essas integrações permitiram que o tamanho do chip (tamanho do chip: 4.4 mm × 3 mm) fosse reduzido em 59% em comparação com o chip anterior sem essas integrações, ou seja, o chip anterior precisava de 8 resistores de chip para terminar sinais de RF e 12 eletrodos de RF para a conexão elétrica com esses resistores em uma configuração Sinal-Terra-Sinal. Este modulador MZ exibiu uma largura de banda de 3 dB de cerca de 40 GHz como sua resposta elétrica/óptica, o que é suficiente para sistemas de transmissão coerentes de mais de 400 Gbit/s usando modulação de amplitude em quadratura de 16 ários (QAM) e sinais 64QAM. Além disso, investigamos uma rápida degradação que afeta a confiabilidade dos moduladores DP-IQ baseados em InP. Essa rápida degradação que chamamos de dano óptico é causada pela forte potência da luz incidente e por uma alta condição de tensão de polarização reversa na entrada de um eletrodo em cada braço dos moduladores MZ. Esta rápida degradação torna difícil estimar a vida útil do chip usando um teste de envelhecimento acelerado, porque o valor da tensão de ruptura que induz dano óptico varia consideravelmente dependendo das condições, como potência da luz, comprimento de onda de operação e temperatura do chip. Portanto, optamos pelo método de teste de estresse em etapas para investigar a vida útil do chip. Como resultado, confirmamos que ocorreram danos ópticos quando a densidade da fotocorrente na entrada de um eletrodo excedeu a densidade de corrente limite e demonstramos que os moduladores baseados em InP não se degradavam a menos que as condições de operação atingissem a densidade de corrente limite. Essa densidade de corrente limite era independente da potência da luz incidente, do comprimento de onda de operação e da temperatura do chip.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E103-C No.11 pp.661-668
Data de publicação
2020/11/01
Publicitada
2020/07/10
ISSN online
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2019OCP0005
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Special Section on Opto-electronics and Communications for Future Optical Network)
Categoria

autores

Hajime TANAKA
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Tsutomu ISHIKAWA
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Takashi KITAMURA
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Masataka WATANABE
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Ryuji YAMABI
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Ryo YAMAGUCHI
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Naoya KONO
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Takehiko KIKUCHI
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Morihiro SEKI
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Tomokazu KATSUYAMA
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Mitsuru EKAWA
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Hajime SHOJI
  Sumitomo Electric Industries, Ltd.

Palavra-chave