Современная электроника №8/2025

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 8 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2025 Наибольший интерес в этой кате- гории ЭОМ вызвал первый коммер- ческий TFLN, модулятор «Chiplet™», представленный в марте 2025 года американской фирмой HyperLight [16]. Эта модель, оснащённая стан- дартными оптоволоконными и микро- волновыми разъёмами, имеет полосу 110 ГГц при низких значениях V π, все- го 1,4 В (рис. 5). Это первое в отрасли коммерче- ское устройство значительно расши- ряет возможности электрооптической модуляции для критически важных приложений, включая тестирование со скоростью 400 Гбит/с на линию, калибровку фотодиодов с частотой более 100 ГГц, высокочастотные систе- мы передачи радиосигнала по опто- волокну и ряд других передовых тех- нологий. Сочетая сверхнизкое V π с минималь- ными вносимыми потерями и широ- ким диапазоном длин волн в оптиче- ских диапазонах O, C и L, устройство легко интегрируется с генератора- ми сигналов произвольной формы со скоростью передачи данных более 200 Гбод. Его производительность существенно упрощает высокоско- ростные испытательные установ- ки, снижая или полностью устраняя необходимость во внешнем усилите- ле ВЧ-сигнала. Расширяя свой ассортимент про- дукции, HyperLight одновремен- но представила первый в отрас- ли IQ-модулятор с частотой 110 ГГц, предназначенный для когерентно- го тестирования на скоростях свы- ше 240 Гбод, а также усовершенство- ванный однополосный модулятор с частотой 110 ГГц и выше, охватыва- ющий диапазоны C, L и O. Эти новые модели дополняют обширное семей- ство TFLN-модуляторов HyperLight, включающее модуляторы интенсив- ности с частотой 65 ГГц, субвольто- вые V π-модуляторы, фазовые модуля- торы с частотой 110 ГГц и модуляторы со сверхнизким V π с частотой 40 ГГц, предлагая комплексные решения, адаптированные к различным отрас- левым требованиям [17]. Новинку высоко оценили потен- циальные покупатели, такие, напри- мер, как мировой лидер в производстве сверхбыстрых оптических приборов и оборудования – компания Thorlabs [18]. Необходимо отметить, что все при- ведённые выше краткие описания реальных конструкций ЭОМ являют- ся амплитудно-фазовыми модулятора- ми. Поэтому они могут быть исполь- зованы только в простых устройствах стандарта OKK, где с помощью лазе- ра и модулятора передаётся оптиче- ская символьная информация на уров- не «сильный свет» или «слабый свет», аналогично «ноль/единица» в простых устройствах цифровой электроники. Проблема заключается в том, что в одном символе передаётся слишком мало информации. Кроме того, в таких устройствах очень слабая помехоу- стойчивость на больших скоростях. В когерентных устройствах нового поколения оптических систем переда- чи данных для кодировки информа- ции задействованы амплитуда, фаза и поляризация световой волны. Иными словами, оптический сигнал анализи- руется как «полный комплексный век- тор», а не как «сильный/слабый свет». При этом для повышения эффектив- ности передачи данных использует- ся синфазно-квадратурная (IQ) модуля- ция. Оптический сигнал разделяется на две ортогональные компоненты: I (синфазную) и Q (квадратурную, сдвинутую на 90°). Это позволяет коди- ровать несколько бит в одном сим- воле: QPSK – 2 бита, 16-QAM – 4 бита, 64-QAM – 6 бит и т.д. Применительно к оптике схема передачи данных реализуется следу- ющим образом. На передающей сто- роне находится IQ-модулятор (рис. 4). Одна ветвь модулятора управляет ком- понентой I, а другая ветвь – компонен- той Q. Фазовращатель устанавливает разность фаз в 90°. На приёмной стороне с помощью «эталонного лазера» выделяют I и Q составляющие, а затем информация обрабатывается с помощью цифрово- го DSP (как в SDR-радио). Для работы в современных коге- рентных системах передачи данных были разработаны специальные типы IQ-модуляторов. В качестве примера на рис. 6 показана схема синфазно-ква- дратурного модулятора Маха – Ценде- ра (IQ FMLN MZM), базовая часть кото- рой стала общепринятой для данного типа [19]. Главное отличие от классического однобитового варианта заключается в том, что вместо одного модулято- ра Маха – Цендера здесь используют- ся два вложенных МZМ, объединён- ных по схеме «I+Q». Каждый МZМ управляет своим компонентом опти- ческой волны: синфазная составляю- щая (I-ветвь); квадратурная (Q-ветвь, сдвинутая на 90°). В схеме на рис. 6 входные оптиче- ские делители (MMI) разделяют свет на два потока, поступающие затем на два модулятора TFLN MZM, которые управляют компонентами I и Q. Управ- ление фазой реализуется через элек- трооптический эффект (EC) в LiNbO 3 по описанной выше схеме для одно- битового модулятора. Рис. 6. Схема синфазно-квадратурного модулятора Маха – Цендера (IQ FMLN MZM): • G, S, G – электроды для модулирующего сигнала (Ground–Signal–Ground); • DC1, DC2, DC3 – термооптические фазовращатели – оптические делители/сумматоры; • In-Phase Branch – синфазная ветвь Синфазная ветвь Решётчатый соединитель Квадратурная ветвь