Silisium optyske modulator foar FMCW

Silisium optyske modulatorfoar FMCW

Lykas wy allegearre witte, is ien fan 'e wichtichste komponinten yn FMCW-basearre Lidar-systemen de hege lineariteitsmodulator. It wurkprinsipe wurdt werjûn yn 'e folgjende figuer: GebrûkDP-IQ modulatorbasearreSingle Sideband Modulation (SSB), de boppeste en ûndersteMZMwurkje op nul punt, op 'e dyk en del de sydband fan wc + wm en WC-WM, wm is de modulaasje frekwinsje, mar tagelyk it legere kanaal yntrodusearret 90 graden faze ferskil, en úteinlik it ljocht fan WC-WM wurdt annulearre, allinnich de frekwinsje ferskowing term fan wc + wm. Yn figuer b is LR blau it lokale FM-tjirpsinjaal, RX-oranje is it reflektearre sinjaal, en troch it Doppler-effekt produseart it definitive beat-sinjaal f1 en f2.


De ôfstân en snelheid binne:

It folgjende is in artikel publisearre troch Shanghai Jiaotong University yn 2021, oerSSBgenerators dy't útfiere FMCW basearre opsilisium ljocht modulators.

De prestaasjes fan MZM wurdt as folget toand: It prestaasjesferskil fan boppe- en legerearmmodulators is relatyf grut. De drager-sideband-ôfwizingferhâlding is oars mei de frekwinsjemodulaasjefrekwinsje, en it effekt sil slimmer wurde as de frekwinsje ferheget.

Yn 'e folgjende figuer litte de testresultaten fan it Lidar-systeem sjen dat a / b it beat-sinjaal is op deselde snelheid en op ferskate ôfstannen, en c / d is it beat-sinjaal op deselde ôfstân en op ferskate snelheden. De testresultaten berikten 15mm en 0.775m /s.

Hjir, allinnich de tapassing fan silisiumoptyske modulatorfoar FMCW wurdt besprutsen. Yn werklikheid is it effekt fan silisium optyske modulator net sa goed as dat fanLiNO3 modulator, benammen om't yn silisium optyske modulator de fazeferoaring / absorptionskoëffisjint / knooppuntkapasitânsje net-lineêr is mei de spanningsferoaring, lykas werjûn yn 'e figuer hjirûnder:

Dat is,

De útfier macht relaasje fan demodulatorsysteem is as folget
It resultaat is in hege oarder detuning:

Dizze sille de ferbreding fan it beatfrekwinsjesinjaal feroarsaakje en de fermindering fan 'e sinjaal-to-ruis-ferhâlding. Dus wat is de manier om de lineariteit fan 'e silisium ljochtmodulator te ferbetterjen? Hjir beprate wy allinnich de skaaimerken fan it apparaat sels, en net beprate de kompensaasje skema mei help fan oare help struktueren.
Ien fan 'e redenen foar de net-lineariteit fan modulaasjefaze mei spanning is dat it ljochtfjild yn' e waveguide is yn ferskate ferdieling fan swiere en ljochte parameters en de fazeferoaringsrate is oars mei de feroaring fan spanning. Lykas werjûn yn 'e folgjende ôfbylding. De útputtingsregio mei swiere ynterferinsje feroaret minder as dat mei ljocht ynterferinsje.

De folgjende figuer toant de feroaringskurven fan 'e tredde-order intermodulation distortion TID en de twadde-order harmonic distortion SHD mei de konsintraasje fan' e rommel, dat is de modulaasjefrekwinsje. It kin sjoen wurde dat it ûnderdrukkingsfermogen fan 'e detuning foar swiere rommel heger is as dat foar ljocht rommel. Dêrom helpt remixing om lineariteit te ferbetterjen.

It boppesteande is lykweardich oan it beskôgjen fan C yn it RC-model fan MZM, en de ynfloed fan R moat ek wurde beskôge. It folgjende is de feroaringskromme fan CDR3 mei de searjeresistinsje. It kin sjoen wurde dat de lytser de searjeresistinsje, hoe grutter de CDR3.

As lêste, mar net it minste, is it effekt fan 'e silisiummodulator net needsaakliker slimmer as dat fan LiNbO3. Lykas werjûn yn de figuer hjirûnder, CDR3 fan desilisium modulatorsil heger wêze as dy fan LiNbO3 yn it gefal fan folsleine bias troch ridlik ûntwerp fan 'e struktuer en lingte fan' e modulator. Testbetingsten bliuwe konsekwint.

Gearfetsjend kin it strukturele ûntwerp fan 'e silisium ljochtmodulator allinich wurde fermindere, net genêzen, en oft it echt kin wurde brûkt yn it FMCW-systeem is eksperimintele ferifikaasje nedich, as it echt kin wêze, dan kin it transceiver-yntegraasje berikke, wat foardielen hat foar grutskalige kostenreduksje.


Post tiid: Mar-18-2024