Integrated optical true time delay lines attract lots of attention for optically controlled mm-wave beam steering due to its low-loss/broadband performance and stable/compact system architecture. However, for remotely-controlled networks, the techniques that require local-site actively-tuned elements would make the network control more complicated. A passive design using wavelength-tuning is regarded as a promising candidate. In this paper, an integrated wavelength-tuned optical mm-wave beamformer with doubled delay resolution is proposed and demonstrated in a generic InP platform. A bidirectional looped-back arrayed waveguide grating (AWG) module acts as the stepwise tunable delay unit. By introducing an extra AWG router for delay mode (positive/negative) selection and a bidirectional optical interface, a pure λ-tuned, resolution-doubled optical delay network is realized without using any active component (e.g. heaters, current injection) at the local site. This photonic passive design is more beneficial to the remotely-controlled mm-wave beam steering system. Furthermore, the AWG router potentially allows multi-port wavelength switching to support the scaling-up of the network. The fabrication-caused delay error of <1.1 ps is experimentally verified on-chip. A further proof-of-concept 38-GHz fiber-wireless beam steering system with a 186° angular steering is experimentally demonstrated using QAM-4 modulation. Accurate mm-wave phase shifts originated from the proposed optical beamformer are obtained, which proves the effectiveness of the tunable integrated beamformer.

中文翻译：

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具有双倍延迟分辨率的集成波长调谐光学毫米波波束形成器

由于其低损耗/宽带性能和稳定/紧凑的系统架构，集成光学真实时间延迟线在光学控制毫米波光束控制方面引起了很多关注。然而，对于远程控制的网络，需要本地站点主动调整元素的技术会使网络控制更加复杂。使用波长调谐的无源设计被认为是有前途的候选者。在本文中，提出了一种具有双倍延迟分辨率的集成波长调谐光学毫米波波束形成器，并在通用 InP 平台上进行了演示。双向环回阵列波导光栅 (AWG) 模块用作逐步可调延迟单元。通过引入额外的 AWG 路由器用于延迟模式（正/负）选择和双向光接口，纯 λ 调谐，在本地站点无需使用任何有源组件（例如加热器、电流注入）即可实现分辨率加倍的光延迟网络。这种光子无源设计更有利于遥控毫米波光束转向系统。此外，AWG 路由器可能允许多端口波长交换以支持网络的扩展。<1.1 ps 的制造引起的延迟误差在芯片上得到了实验验证。使用 QAM-4 调制对具有 186° 角度转向的进一步概念验证 38-GHz 光纤无线波束转向系统进行了实验演示。获得了源自所提出的光学波束形成器的准确毫米波相移，这证明了可调谐集成波束形成器的有效性。当前注入）在本地站点。这种光子无源设计更有利于遥控毫米波光束转向系统。此外，AWG 路由器可能允许多端口波长交换以支持网络的扩展。<1.1 ps 的制造引起的延迟误差在芯片上得到了实验验证。使用 QAM-4 调制对具有 186° 角转向的进一步概念验证 38-GHz 光纤无线波束转向系统进行了实验演示。获得了源自所提出的光学波束形成器的准确毫米波相移，这证明了可调谐集成波束形成器的有效性。当前注入）在本地站点。这种光子无源设计更有利于遥控毫米波光束转向系统。此外，AWG 路由器可能允许多端口波长交换以支持网络的扩展。<1.1 ps 的制造引起的延迟误差在芯片上得到了实验验证。使用 QAM-4 调制对具有 186° 角度转向的进一步概念验证 38-GHz 光纤无线波束转向系统进行了实验演示。获得了源自所提出的光学波束形成器的准确毫米波相移，这证明了可调谐集成波束形成器的有效性。AWG 路由器可能允许多端口波长交换以支持网络的扩展。<1.1 ps 的制造引起的延迟误差在芯片上得到了实验验证。使用 QAM-4 调制对具有 186° 角度转向的进一步概念验证 38-GHz 光纤无线波束转向系统进行了实验演示。获得了源自所提出的光学波束形成器的准确毫米波相移，这证明了可调谐集成波束形成器的有效性。AWG 路由器可能允许多端口波长交换以支持网络的扩展。<1.1 ps 的制造引起的延迟误差在芯片上得到了实验验证。使用 QAM-4 调制对具有 186° 角度转向的进一步概念验证 38-GHz 光纤无线波束转向系统进行了实验演示。获得了源自所提出的光学波束形成器的准确毫米波相移，这证明了可调谐集成波束形成器的有效性。