Magnetron OptOelectronics, lykas de namme suggereart, is de krusing fan magnetron enOptOelectronics. Mikrobrowwaven en ljochte golven binne elektromagnetyske golven, en de frekwinsjes binne in protte oarders fan grutte ferskillende, en de komponinten en technologyen ûntwikkele yn har respektive fjilden binne heul oars. Yn kombinaasje kinne wy profitearje fan elkoar, mar wy kinne nije applikaasjes en skaaimerken krije dy't min te krijen hawwe om respektivelik te realisearjen.
Optyske kommunikaasjeis in prime foarbyld fan 'e kombinaasje fan mikrowaves en fotaleilen. Iere tillefoan en telegraaf draadloze kommunikaasje, de generaasje, propagaasje en resepsje, allegear brûkte magnetrondeapparaten. Lege frekwinsje Electromagnetyske golven wurde ynearsten brûkt, om't it frekwinsje-berik lyts is en de kanaalkapasiteit foar oerdracht is foar oerdracht. De oplossing is om de frekwinsje fan it útstjoerd sinjaal te ferheegjen, hoe heger de frekwinsje, de mear spektrumboarnen. Mar it hege frekwinsje-sinjaal yn it luchtbeslachtferlies is grut, mar ek maklik om te blokkearjen troch obstakels. As de kabel wurdt brûkt, is it ferlies fan 'e kabel grut, en op lange ôfstân fan' e lange ôfstân is in probleem. De opkomst fan it kommunikaasje fan optyske glêstried is in goede oplossing foar dizze problemen.Optyske glêstriedHat heul leech oerdrachtferlies en is in poerbêste ferfierder foar it ferstjoeren fan sinjalen oer lange ôfstannen. It frekwinsje berik fan ljochtwellen is folle grutter dan dy fan mikrogolven en kin in protte ferskillende kanalen tagelyk oerdrage. Fanwegen dizze foardielen fanoptyske oerdracht, optyske glêstkundigen is de rêchbonke wurden fan 'e hjoeddeistige oerdracht fan hjoed.
Optyske kommunikaasje hat in lange skiednis, ûndersyk en applikaasje binne heul wiidweidich en matich, hjir is net mear te sizzen. Dit papier yntroduseart foaral de nije ûndersykshâld fan magnetron opset fan magnetron op 'e lêste jierren oars dan optyske kommunikaasje. Magnetron brûkt foaral brûkt de metoaden en technologyen yn it fjild fan opskoallen as de ferfierder om de prestaasjes en applikaasje te ferbetterjen en te berikken dy't lestich te berikken mei tradisjonele magnetronyske komponinten. Fanút it perspektyf fan tapassing omfettet it foaral de folgjende trije aspekten.
De earste is it gebrûk fan Opto-elektronika om hege prestaasjes te generearjen, signalen mei leech-lûd, út 'e X-Band al de wei nei de THZ-band.
Twadde, magnetron-ferwurking. Ynklusyf fertraging, filterje, frekwinsjeekonversje, ûntfange ensafuorthinne.
Tredde, de oerdracht fan analoge sinjalen.
Yn dit artikel yntroduseart de auteur allinich it earste diel, de generaasje fan magnetron sinjaal. Tradysjonele magnetronmillimetergolf wurdt fral generearre troch III_V mikroeleektronyske komponinten. De beheiningen hawwe de folgjende punten: Earst, nei Hege wedstriden, lykas 100ghz hjirboppe kinne tradisjonele mikroeleektronika minder en minder macht produsearje, nei de hegere frekwinsje thz sinjaal, kinne se neat dwaan. Twad, om faze-lûd te ferminderjen en ferbetterje stabiliteit te ferbetterjen, moat it oarspronklike apparaat wurde pleatst yn in ekstreem lege temperatuer omjouwing. Tredde is it lestich om in breed oanbod te berikken foar gearstalde konverzje foar frekwinsjemakulaasje. Om dizze problemen op te lossen, kin Opto-elektroanyske technology in rol spylje. De wichtichste metoaden wurde hjirûnder beskreaun.
1 Troch it ferskilfrekwinsje fan twa ferskillende frekwinsje-laser-sinjalen wurdt in hege frekwinsjefoto-photodetector brûkt om kollega's te konvertearjen, lykas werjûn yn figuer 1.
Figuer 1. Schematysk diagram fan mikrowaven generearre troch it ferskilfrekwinsje fan twaLasers.
De foardielen fan dizze metoade binne ienfâldige struktuer, kin ekstreem hege frekwinsjewelle generearje en sels Ths Frekwinsje fan 'e laser fan' e laser útfiere fan 'e rappe oertsjûgingskonvering. It neidiel is dat de linebreedte as faze lûdswedstriid signal generearre is troch twa net relatyf grut, en de frekwinsje is net heech as in lytse folume, mar in grutte linewiden (~ mhz) wurdt brûkt. As de easken fan 'e systeemgewicht gjin heech binne, kinne jo lege lûd (~ KHZ) Solid-State Lasers brûke,Fiber Lasers, eksterne holteSemiconductor Lasers, ensfh. Derneist binne twa ferskillende modus signalen yn deselde laserholte, kin ek brûkt wurde om in ferskilfrekwinsje te generearjen, sadat de magnetron frekwinsjestasjons fan mikrofoan frekwinsje sterk wurdt ferbettere.
2 Om it probleem op te lossen dat de twa lasers yn 'e foarige metoade yn' e foarkommende is te grut, is de gearhing te grut, de gearhing kin wurde krigen troch de metoade foar ynjeksjekoartingen of it negative feedbase-faze-slûscuit. Figuer 2 toant in typyske tapassing fan ynjeksje-beskoatteljen om magnetron multiples te generearjen (ôfbylding 2). Troch direkt ynjeksje fan hege frekwinsje yn in sementuele laser, of troch in linbo3-faze-modulator te brûken, meardere optyske sinjalen fan ferskate frekwinsje kin wurde generearre, as optyske frekwinsje kammen. Fansels, de mienskiplike brûkte metoade om in breed spektrum-kammen te krijen is kam te krijen is om in modus-beskoattele laser te brûken. Elke twa kam-sinjalen op 'e Generated Optical Frequency Comb wurde selekteare troch respektivelik te filialearjen en yn te wizigjen om frekwinsje te realisearjen en fityf te realisearjen. Om't de faze tusken de oare kam-signal fan 'e optyske frekwinsje staburyf is, sadat de relative faze is stabile, en dan earder, en dan binne de multyfervekoarmikens fan' e optyske frekwinsjekomf repetysje-taryf kin wurde krigen.
Figuer 2. Skema's diagram fan twingende signaal fan magnetron-frekwinsje opwûnen troch ynjeksjefrekwinsje-locking.
In oare manier om de relative faze-lûd te ferminderjen fan 'e twa lasers is om in negative feedback-optyske pll te brûken, lykas werjûn yn figuer 3.
Figuer 3. Skematysk diagram fan oerlamp.
It prinsipe fan optyske pll is gelyk oan dy fan pll yn it fjild fan elektroanika. It faze-ferskil fan 'e twa lasers wurdt omboud ta in elektryske sinjaal (lykweardich oan in faze-detektor), en dan wurdt fiede en fiede yn frekwinsje fan' e lasers (foar semysjes (foar semysjes (foar semysjes, is it de ynjeksje). Troch sa'n negative feedbackkontrôle loop is de relative frekwinsjefase tusken de twa laser sinjalen beskoattele oan 'e referinsje magnetheit-sinjaal. It kombineare optysk sinjaal kin dan wurde trochsteld fia optyske fibers foar in fotodetector earne oars en omboud ta in magnetron-sinjaal. De resultearjende faze-lûd fan it magnetron is hast itselde as dat fan it referinsje-sinjaal binnen de bânbreedte fan 'e bandbreedte fan' e faze-beskoattele negative feedback-loop. De faze lûd bûten de bânbreedte is gelyk oan de relative faze-lûd fan 'e orizjinele twa net relateare lasers.
Derneist kin de referinsje Signal-signaal ek wurde omboud troch oare sinjele skoalbrekking, Diviscy-ferwurkjen, as de legere frekwinsje-sinjaal multidobled kin wêze, of omboud ta hege frekwinsje rf, thz sinjalen.
Yn ferliking mei beskoatteljen fan ynjeksjefrekwinsje kin allinich frekwinsje krije, faze-beskoattele loops binne fleksibele, kinne drage, binne fansels kompleksen, en fansels komplekser. Bygelyks de optyske frekwinsje, generearre troch de fotelektryske modulator yn figuer 2 wurdt brûkt om de frekwinsje te beskriuwen, lykas werjûn yn 'e feroare fan' e feroare fan 'e referinsje, om't de referinsje-sinjaal respektivelik is, en in magnetûngelok Fan N * FREP + F1 + F2 kin wurde generearre troch it ferskilfrekwinsje tusken de twa lasers.
Figuer 4. Schematysk diagram fan it generearjen fan willekeurige frekwinsjes mei optyske frekwinsje-kammen en plls.
3. Brûk modus-beskoattele puls-laser om optyske pulsignaal te konvertearjen yn mikrowave-sinjaal trochPhotodetector.
It haad foardiel fan dizze metoade is dat in sinjaal mei heul goede frekwinsje stabiliteit en heul leech faze lûd kin wurde krigen. Troch de frekwinsje fan 'e laser te beskoatteljen nei in heul stabile atoomspektrum, as in heul stilere noflike frekwinsjeferwideringskoallen, om in magneton-sinjaal te krijen mei ultra-lege fase lûd. Figuer 5.
Figuer 5. Fergeliking fan relative faze lûd fan ferskate sinjalenboarnen.
Om't it taryf fan 'e puls herinnering om' e kavortyfleit fan 'e laser is, en de tradisjonele modus-beskoattele Laser is lestich om hege frekwinsje-signals te krijen. Derneist, de grutte, gewicht- en enerzjyferbrûk fan tradisjonele pulseare lasers, lykas ek de hurde oanfrege easken, beheine har foaral laboratoariumoanapplikaasjes. Om dizze swierrichheden te oerwinnen dat ûndersyk nei de Feriene Steaten en Dútslân begon te meitsjen mei frekwinsje-stabile kammen dy't op 'e hichte fan hege kwalchmodus generearje, wêrtroch't jo heechfrekwinsje fan hege frekwinsje hawwe genereart.
4. OPTO ELECTRONISK OSCILLATOR, FICKEN 6.
Figuer 6. Schematysk diagram fan photolectric Coupled Oscillator.
Ien fan 'e tradisjonele metoaden om mikrowaves of lasers te generearjen is om in sels-feedback te brûken, salang't de winst yn' e sluten loop is as it ferlies, de ferlies, de sels optein oscillaasje produseart. De hegere de kwaliteitsfaktor q fan 'e sletten loop, de lytsere de generearre sinjaal-faze as frekwinsje lûd. Om de kwaliteitsfaktor fan 'e loop te ferheegjen, is de direkte manier de loop-lingte te ferheegjen en it propagaasjeferlies te minimalisearjen. In langere loop kin lykwols de generaasje fan oscillaasje stypje, en as in smel-bandbreedfilter wurdt tafoege, is in ien frekwinsje-lûd-lûds-outzylsignaal mei leech-lûdswedstriid. Fotelektryske koppele oscillator is in magnetron-signal-boarne basearre op dit idee, makket it folslein gebrûk fan 'e lege glêstried om de loop q-wearde te ferbetterjen, kin in magnetron-sinjaal produsearje, kinne in magnetron produsearje. Sûnt de metoade waard foarsteld yn 'e jierren 1990 hat dit type OSCILLATOR Wiidweidige ûndersyk krigen en in soad ûntwikkeling krigen, en d'r binne op it stuit kommersjeel fotaleektryske keppele oscillators. Mear koartlyn, foteleektryske oscillators waans frekwinsjes kinne oanpast wurde oer in breed berik is ûntwikkele. It haadprobleem fan magnetûngelegenheid Boarnen op basis fan dizze arsjitektuer is dat de loop lang is, en it lûd yn 'e frije stream (FSR) en syn dûbele frekwinsje wurdt signifikant wurde ferhege. Derneist binne de foto's fan 'e fotelektryske komponinten mear, de kosten binne heech, it folume is lestich om te ferminderjen, en de langere glêstried is gefoeliger foar de fersteuring fan miljeu.
It boppesteande yntroduseart koart ferskate metoaden fan it generaasje fan fotobbeektor fan magnetron, lykas har foardielen en neidielen. Uteinlik is it brûken fan fotobestrons om mikrowave te produsearjen is dat it optyske sinjaal ferdield wurdt troch de optyske foarmeld, en de mooglikheid om te wjerstean yn 'e kollega's om te wjerstean, wurdt signifikant ferbettere dan tradisjonele elektroanyske komponinten.
It skriuwen fan dit artikel is fral foar referinsje, en kombineare mei de eigen ûndersykûnderfining en ûnderfining yn dit fjild, binne d'r inakkuracies en ûnbegryp en ûnbegryplikens, begryp it asjebleaft.
Posttiid: jan-03-2024