სილიკონის ოპტიკური მოდულატორი FMCW- სთვის

სილიკონის ოპტიკური მოდულატორიFMCW- სთვის

როგორც ყველამ ვიცით, FMCW– ზე დაფუძნებული LiDAR სისტემების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია მაღალი ხაზოვანი მოდულატორი. მისი სამუშაო პრინციპი ნაჩვენებია შემდეგ ფიგურაში: გამოყენებაDP-IQ მოდულატორიდაფუძნებულიSingle SideBand მოდულაცია (SSB), ზედა და ქვედაMzmWC+WM და WC-WM- ის გვერდითი ზოლში მუშაობა და WC WC-WM გვერდითი ჯგუფი არის მოდულაციის სიხშირე, მაგრამ ამავე დროს ქვედა არხი წარმოგიდგენთ 90 გრადუსიან ფაზის განსხვავებას, და ბოლოს WC-WM- ის შუქი გაუქმებულია, მხოლოდ WC+WM– ის სიხშირის ცვლის ვადა. ფიგურაში B, LR Blue არის ადგილობრივი FM CHIRP სიგნალი, RX ნარინჯისფერი არის ასახული სიგნალი და დოპლერის ეფექტის გამო, საბოლოო სცემეს სიგნალი წარმოქმნიან F1 და F2.

მანძილი და სიჩქარეა:

ქვემოთ მოცემულია სტატია, რომელიც გამოქვეყნებულია შანხაი ჯიაოტონგის უნივერსიტეტის მიერ 2021 წელს, დაახლოებითSSBგენერატორები, რომლებიც ახორციელებენ FMCW- ს საფუძველზესილიკონის მსუბუქი მოდულატორები.

MZM– ის შესრულება ნაჩვენებია შემდეგნაირად: ზედა და ქვედა მკლავის მოდულატორების შესრულების სხვაობა შედარებით დიდია. Carrier SideBand– ის უარყოფის თანაფარდობა განსხვავებულია სიხშირის მოდულაციის სიჩქარით და ეფექტი გაუარესდება, რადგან სიხშირე იზრდება.

შემდეგ ფიგურაში, LIDAR სისტემის ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ A/B არის სცემეს სიგნალი იმავე სიჩქარით და სხვადასხვა დისტანციებზე, ხოლო C/D არის სცემეს სიგნალი იმავე მანძილზე და სხვადასხვა სიჩქარით. ტესტის შედეგებმა მიაღწია 15 მმ და 0.775 მ /წმ.

აქ მხოლოდ სილიკონის გამოყენებაოპტიკური მოდულატორიFMCW– სთვის განიხილება. სინამდვილეში, სილიკონის ოპტიკური მოდულატორის ეფექტი არ არის ისეთი კარგი, როგორც ესLino3 მოდულატორიძირითადად იმიტომ, რომ სილიკონის ოპტიკურ მოდულატორში, ფაზის ცვლილების/შთანთქმის კოეფიციენტი/კავშირის ტევადობა არაწრფია ძაბვის ცვლასთან, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:

ეს არის,

გამომავალი ენერგიის ურთიერთობამოდულატორისისტემა შემდეგია
შედეგი არის მაღალი შეკვეთის დაქვეითება:

ეს გამოიწვევს ცემის სიხშირის სიგნალის გაფართოებას და სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობის შემცირებას. რა არის გზა სილიკონის სინათლის მოდულატორის ხაზოვანი ხაზის გასაუმჯობესებლად? აქ განვიხილავთ მხოლოდ მოწყობილობის მახასიათებლებს და არ განვიხილავთ კომპენსაციის სქემას სხვა დამხმარე სტრუქტურების გამოყენებით.
ძაბვის მოდულაციის ფაზის არაწრფივი ხაზის ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ ტალღის შემადგენლობაში მსუბუქი ველი არის მძიმე და მსუბუქი პარამეტრების სხვადასხვა განაწილებაში და ფაზის ცვლილების სიჩქარე განსხვავებულია ძაბვის შეცვლით. როგორც ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე. დაშლის რეგიონი მძიმე ჩარევით იცვლება იმაზე ნაკლები, ვიდრე მსუბუქი ჩარევით.

ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში მოცემულია მესამე რიგის ინტერმოდულაციის დამახინჯების TID და მეორე რიგის ჰარმონიული დამახინჯების SHD ცვლილების მრუდები, ანუ მოდულაციის სიხშირით. ჩანს, რომ მძიმე აურზაურისთვის განადგურების ჩახშობის უნარი უფრო მაღალია, ვიდრე მსუბუქი აურზაური. ამრიგად, რემიქსირება ხელს უწყობს ხაზოვანი ხაზის გაუმჯობესებას.

ზემოაღნიშნული ექვივალენტურია MZM- ის RC მოდელში C- ის განხილვისა და R- ის გავლენის გათვალისწინებით. ქვემოთ მოცემულია CDR3– ის ცვლილების მრუდი სერიის წინააღმდეგობით. ჩანს, რომ რაც უფრო მცირეა სერიის წინააღმდეგობა, მით უფრო დიდია CDR3.

დაბოლოს, რაც არანაკლებ მნიშვნელოვანია, სილიკონის მოდულატორის ეფექტი აუცილებელი არ არის Linbo3– ის მაჩვენებელზე უარესი. როგორც ქვემოთ მოცემულ ფიგურაშია ნაჩვენები, CDR3სილიკონის მოდულატორიLinbo3– ის უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე სრული მიკერძოება, მოდულატორის სტრუქტურისა და სიგრძის გონივრული დიზაინის გზით. ტესტის პირობები რჩება თანმიმდევრული.

მოკლედ რომ ვთქვათ, სილიკონის შუქის მოდულატორის სტრუქტურული დიზაინი შეიძლება მხოლოდ შემსუბუქდეს, არ განკურნება და ნამდვილად შეიძლება გამოყენებულ იქნას FMCW სისტემაში, სჭირდება ექსპერიმენტული გადამოწმება, თუ ეს ნამდვილად შეიძლება იყოს, მაშინ მას შეუძლია მიაღწიოს გადამცემ ინტეგრაციას, რომელსაც აქვს უპირატესობა ფართომასშტაბიანი ხარჯების შემცირებისთვის.