სილიკონის ოპტიკური მოდულატორიFMCW-სთვის
როგორც ყველამ ვიცით, FMCW-ზე დაფუძნებული ლიდარის სისტემების ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი კომპონენტი მაღალი წრფივობის მოდულატორია. მისი მუშაობის პრინციპი ნაჩვენებია შემდეგ ფიგურაში: გამოყენებაDP-IQ მოდულატორიდაფუძნებულიერთგვერდითი ზოლის მოდულაცია (SSB), ზედა და ქვედაMZMნულოვან წერტილში მუშაობისას, გზაზე და wc+wm-ისა და WC-WM-ის გვერდითი დიაპაზონის ქვემოთ, wm არის მოდულაციის სიხშირე, მაგრამ ამავდროულად ქვედა არხი შემოაქვს 90 გრადუსიანი ფაზური სხვაობა და საბოლოოდ WC-WM-ის შუქი ქრება, მხოლოდ wc+wm-ის სიხშირის ცვლის წევრი. ნახაზ b-ზე, LR ლურჯი არის ლოკალური FM ჭიკჭიკის სიგნალი, RX ნარინჯისფერი არის არეკლილი სიგნალი და დოპლერის ეფექტის გამო, საბოლოო დარტყმითი სიგნალი წარმოქმნის f1-ს და f2-ს.
მანძილი და სიჩქარე შემდეგია:
ქვემოთ მოცემულია სტატია, რომელიც შანხაის ჯიაოტონგის უნივერსიტეტმა 2021 წელს გამოაქვეყნა.SSBგენერატორები, რომლებიც ახორციელებენ FMCW-ს საფუძველზესილიკონის სინათლის მოდულატორები.
MZM-ის მუშაობა შემდეგნაირად არის ნაჩვენები: ზედა და ქვედა მკლავის მოდულატორების მუშაობის სხვაობა შედარებით დიდია. გადამტანის გვერდითი ზოლის უარყოფის კოეფიციენტი განსხვავდება სიხშირის მოდულაციის სიჩქარის მიხედვით და ეფექტი უარესდება სიხშირის ზრდასთან ერთად.
შემდეგ ნახაზზე, ლიდარის სისტემის ტესტის შედეგები აჩვენებს, რომ a/b არის რიტმული სიგნალი იმავე სიჩქარით და სხვადასხვა მანძილზე, ხოლო c/d არის რიტმული სიგნალი იმავე მანძილზე და სხვადასხვა სიჩქარით. ტესტის შედეგებმა მიაღწია 15 მმ-ს და 0.775 მ/წმ-ს.
აქ მხოლოდ სილიკონის გამოყენებააოპტიკური მოდულატორიFMCW-სთვის განხილულია. სინამდვილეში, სილიკონის ოპტიკური მოდულატორის ეფექტი ისეთი კარგი არ არის, როგორცLiNO3 მოდულატორი, ძირითადად იმიტომ, რომ სილიკონის ოპტიკურ მოდულატორში ფაზის ცვლილება/შთანთქმის კოეფიციენტი/შეერთების ტევადობა არაწრფივია ძაბვის ცვლილებასთან, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:
ანუ,
გამომავალი სიმძლავრის თანაფარდობამოდულატორისისტემა ასეთია
შედეგი არის მაღალი დონის დეტუნინგი:
ეს გამოიწვევს სიგნალის სიხშირის გაფართოებას და სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობის შემცირებას. მაშ, როგორ შეიძლება სილიკონის სინათლის მოდულატორის წრფივობის გაუმჯობესება? აქ ჩვენ მხოლოდ თავად მოწყობილობის მახასიათებლებს განვიხილავთ და არ განვიხილავთ კომპენსაციის სქემას სხვა დამხმარე სტრუქტურების გამოყენებით.
ძაბვასთან მოდულაციის ფაზის არაწრფივობის ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ ტალღგამტარში სინათლის ველი მძიმე და მსუბუქი პარამეტრების სხვადასხვა განაწილებაშია და ფაზის ცვლილების სიჩქარე განსხვავდება ძაბვის ცვლილებასთან ერთად. როგორც ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე. ძლიერი ინტერფერენციის მქონე გამოფიტვის რეგიონი ნაკლებად იცვლება, ვიდრე სინათლის ინტერფერენციის მქონე რეგიონი.
ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე ნაჩვენებია მესამე რიგის ინტერმოდულაციური დისტორსიის TID და მეორე რიგის ჰარმონიული დისტორსიის SHD ცვლილების მრუდები ხმაურის კონცენტრაციის, ანუ მოდულაციის სიხშირის მიხედვით. ჩანს, რომ ძლიერი ხმაურის დეტუნინგის ჩახშობის უნარი უფრო მაღალია, ვიდრე მსუბუქი ხმაურის შემთხვევაში. ამიტომ, რემიქსი ხელს უწყობს წრფივობის გაუმჯობესებას.
ზემოთქმული ეკვივალენტურია MZM-ის RC მოდელში C-ს განხილვისა და ასევე გასათვალისწინებელია R-ის გავლენა. ქვემოთ მოცემულია CDR3-ის ცვლილების მრუდი სერიული წინაღობით. ჩანს, რომ რაც უფრო მცირეა სერიული წინაღობა, მით უფრო დიდია CDR3.
და ბოლოს, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანი, სილიკონის მოდულატორის ეფექტი სულაც არ არის უარესი LiNbO3-ის ეფექტზე. როგორც ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზეა ნაჩვენები, CDR3სილიკონის მოდულატორიმოდულატორის სტრუქტურისა და სიგრძის გონივრული დიზაინის გზით სრული გადახრის შემთხვევაში, LiNbO3-ზე მაღალი იქნება. ტესტის პირობები თანმიმდევრული რჩება.
შეჯამებისთვის, სილიკონის სინათლის მოდულატორის სტრუქტურული დიზაინის მხოლოდ შერბილებაა შესაძლებელი და არა გამოსწორება, და საჭიროა ექსპერიმენტული დადასტურება იმის დასადგენად, შესაძლებელია თუ არა მისი გამოყენება FMCW სისტემაში. თუ ეს მართლაც შესაძლებელია, მაშინ მას შეუძლია გადამცემ-მიმღებთან ინტეგრაციის მიღწევა, რასაც უპირატესობა აქვს ხარჯების მასშტაბური შემცირების თვალსაზრისით.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 18 მარტი