Silisium optyske modulatorfoar FMCW
Lykas wy allegear witte, is ien fan 'e wichtichste komponinten yn FMCW-basearre Lidar-systemen de hege lineariteitsmodulator. It wurkprinsipe wurdt werjûn yn 'e folgjende ôfbylding:DP-IQ-modulatorbasearreiensidige sydbânmodulaasje (SSB), de boppeste en ûndersteMZMwurkje op it nulpunt, op 'e dyk en del de sydband fan wc+wm en WC-WM, wm is de modulaasjefrekwinsje, mar tagelyk yntrodusearret it legere kanaal in fazeferskil fan 90 graden, en úteinlik wurdt it ljocht fan WC-WM annulearre, allinich de frekwinsjeferskowingsterm fan wc+wm. Yn figuer b is LR blau it lokale FM-chirp-sinjaal, 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 de Shanghai Jiaotong Universiteit yn 2021, oerSSBgenerators dy't FMCW ymplementearje basearre opsilisium ljochtmodulatoren.
De prestaasjes fan MZM wurde as folget werjûn: It ferskil yn prestaasjes fan 'e boppeste en ûnderste earmmodulatoren is relatyf grut. De ôfwizingsferhâlding fan 'e sydbân fan 'e drager ferskilt mei de frekwinsjemodulaasjesnelheid, en it effekt sil slimmer wurde as de frekwinsje tanimt.
Yn 'e folgjende figuer litte de testresultaten fan it Lidar-systeem sjen dat a/b it beatsignaal is mei deselde snelheid en op ferskillende ôfstannen, en c/d it beatsignaal is mei deselde ôfstân en op ferskillende snelheden. De testresultaten berikten 15 mm en 0,775 m /s.
Hjir, allinich de tapassing fan silikonoptyske modulatorfoar FMCW wurdt besprutsen. Yn werklikheid is it effekt fan silisium optyske modulator net sa goed as dat fanLiNO3-modulator, benammen om't yn in silisium optyske modulator de fazeferoaring/absorpsjekoëffisjint/oergongskapasitans net-lineêr is mei de spanningsferoaring, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer:
Dat is,
De relaasje fan 'e útfierkrêft fan 'emodulatorsysteem is as folget
It resultaat is in hege oarder detuning:
Dizze sille liede ta in ferbreding fan it beatfrekwinsjesignaal en in ôfname fan 'e signaal-lûdferhâlding. Dus wat is de manier om de lineariteit fan 'e silisiumljochtmodulator te ferbetterjen? Hjir besprekke wy allinich de skaaimerken fan it apparaat sels, en net it kompensaasjeskema mei oare helpstrukturen.
Ien fan 'e redenen foar de net-lineariteit fan modulaasjefaze mei spanning is dat it ljochtfjild yn 'e golflieder yn ferskillende ferdieling fan swiere en lichte parameters is en de fazeferoaringssnelheid oars is mei de feroaring fan spanning. Lykas te sjen is yn 'e folgjende ôfbylding. It útputtingsgebiet mei swiere ynterferinsje feroaret minder as dat mei ljochte ynterferinsje.
De folgjende figuer lit de feroaringskurven sjen fan 'e tredde-oarder yntermodulaasjeferfoarming TID en de twadde-oarder harmonyske ferfoarming SHD mei de konsintraasje fan 'e rommel, dat is de modulaasjefrekwinsje. It is te sjen dat it ûnderdrukkingsfermogen fan 'e ûntstimming foar swiere rommel heger is as dat foar lichte rommel. Dêrom helpt remixing om de 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 beskôge wurde. Hjirûnder is de feroaringskromme fan CDR3 mei de searjewjerstân. It kin sjoen wurde dat hoe lytser de searjewjerstân, hoe grutter de CDR3.
As lêste, mar net it minste, is it effekt fan 'e silisiummodulator net needsaaklikerwize slimmer as dat fan LiNbO3. Lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer, is CDR3 fan 'esilisiummodulatorsil heger wêze as dy fan LiNbO3 yn it gefal fan folsleine bias troch ridlik ûntwerp fan 'e struktuer en lingte fan' e modulator. Testomstannichheden bliuwe konsekwint.
Gearfetsjend kin it strukturele ûntwerp fan 'e silisiumljochtmodulator allinich wurde fermindere, net genêzen, en oft it echt brûkt wurde kin yn it FMCW-systeem hat eksperimintele ferifikaasje nedich, as it echt kin, dan kin it transceiver-yntegraasje berikke, wat foardielen hat foar grutskalige kostenreduksje.
Pleatsingstiid: 18 maart 2024