单驱动单侧带调制：基于薄膜锂硅酸盐的光延迟线实现
光学
2024-11-27 v1 应用物理
摘要
光学单侧带(SSB)调制具有高光谱效率、较大的色散容忍度以及简单的检测方式，使其成为光通信、微波光子、光学传感、卫星通信等领域的通用技术。然而，传统的单侧带发生器通常需要两个相位差为90{\deg}的射频(RF)信号来驱动一对并联的相位或幅度调制器，从而导致系统复杂度高和能源效率低。本文提出并实现了一种简化的单侧带生成方案，仅需单个RF驱动信号，通过芯内光延迟线实现有效的RF相位移。该方法不仅降低了系统复杂度和能源消耗（降低3 dB），还能轻松扩展至更高频率。我们在薄膜锂硅酸盐平台上实现了全载单侧带(FC-SSB)和载波抑制单侧带(CS-SSB)调制。对于FC-SSB，在50 GHz时实现了最高侧带抑制为22.1 dB，并用于解决光通信系统中频选性功率衰落问题。对于CS-SSB，在50 GHz时实现了最高侧带抑制为22.5 dB，载波-侧带抑制为16.9 dB，可通过扫描调制频率作为光学频率移位器使用。此外，移位后的光学频率可通过与同一芯片上基于相位调制器生成的参考信号拍频的方式传输回电气域，实现从最高50 GHz到最低1 GHz的宽带RF频率移位。我们的简单、高效、低成本的单侧带调制方案可为未来的高频直接检测通信系统、频调制连续波雷达/激光制导、光学矢量网络分析仪以及微波光子系统提供有效解决方案。
引用
@article{arxiv.2411.17070,
title = {Mono-drive single-sideband modulation via optical delay lines on thin-film lithium niobate},
author = {Yikun Chen and Hanke Feng and Zhenzheng Wang and Ke Zhang and Xiangzhi Xie and Yuansong Zeng and Yujie Ren and Cheng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.17070},
year = {2024}
}