Modulatur Ottiku tas-Silikon għall-FMCW

Modulatur Ottiku tas-SilikonGħal FMCW

Kif nafu lkoll, wieħed mill-aktar komponenti importanti fis-sistemi LIDAR ibbażati fuq l-FMCW huwa l-modulatur tal-linearità għolja. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa muri fil-figura li ġejja: billi tużaModulatur DP-IQibbażatModulazzjoni waħda tal-ġenb (SSB), in-naħa ta 'fuq u t'isfelMZMTaħdem f'Null Point, fit-triq u 'l isfel fil-faxxa tal-ġenb ta' WC + WM u WC-WM, WM hija l-frekwenza tal-modulazzjoni, iżda fl-istess ħin il-kanal t'isfel jintroduċi differenza ta 'fażi ta' 90 grad, u fl-aħħar id-dawl ta 'WC-WM huwa kkanċellat, biss it-terminu ta' bidla ta 'frekwenza ta' WC + WM. Fil-Figura B, LR blu huwa s-sinjal lokali FM Chirp, RX oranġjo huwa s-sinjal rifless, u minħabba l-effett Doppler, is-sinjal tat-taħbit finali jipproduċi F1 u F2.

Id-distanza u l-veloċità huma:

Is-segwenti huwa artiklu ppubblikat mill-Università ta 'Shanghai Jiaotong fl-2021, dwarSSBġeneraturi li jimplimentaw FMCW ibbażati fuqModulaturi tad-dawl tas-silikon.

Il-prestazzjoni ta 'MZM hija murija kif ġej: Id-differenza fil-prestazzjoni tal-modulaturi tad-driegħ ta' fuq u t'isfel hija relattivament kbira. Il-proporzjon ta 'rifjut tal-ġenb tal-ġnub huwa differenti mar-rata ta' modulazzjoni tal-frekwenza, u l-effett se jsir agħar hekk kif tiżdied il-frekwenza.

Fil-figura li ġejja, ir-riżultati tat-test tas-sistema LIDAR juru li A / B huwa s-sinjal tat-taħbit bl-istess veloċità u f'distanzi differenti, u C / D huwa s-sinjal tat-taħbit fl-istess distanza u b'veloċità differenti. Ir-riżultati tat-test laħqu 15mm u 0.775m / s.

Hawnhekk, biss l-applikazzjoni tas-silikon bissModulatur ottikuGħal FMCW huwa diskuss. Fir-realtà, l-effett tal-modulatur ottiku tas-silikon mhuwiex tajjeb daqs dak ta 'Modulatur Lino3, prinċipalment minħabba li fil-modulatur ottiku tas-silikon, il-fażi tal-bidla / il-kapaċitanza tal-assorbiment / ġonta mhix lineari bil-bidla tal-vultaġġ, kif muri fil-figura hawn taħt:

Jiġifieri,

Ir - relazzjoni tal-qawwa tal-ħruġ tal -ModulaturIs-sistema hija kif ġej
Ir-riżultat huwa t-tneħħija ta 'ordni għolja:

Dawn jikkawżaw it-twessigħ tas-sinjal tal-frekwenza tat-taħbit u t-tnaqqis tal-proporzjon sinjal-ħoss. Allura x'inhu l-mod kif titjieb il-linearità tal-modulatur tad-dawl tas-silikon? Hawnhekk niddiskutu biss il-karatteristiċi tal-apparat innifsu, u ma niddiskutux l-iskema ta 'kumpens bl-użu ta' strutturi awżiljari oħra.
Waħda mir-raġunijiet għan-nuqqas ta 'linearità tal-fażi tal-modulazzjoni bil-vultaġġ hija li l-kamp tad-dawl fil-waveguide huwa f'distribuzzjoni differenti ta' parametri tqal u ħfief u r-rata tal-bidla tal-fażi hija differenti bil-bidla tal-vultaġġ. Kif jidher fl-istampa li ġejja. Ir-reġjun ta 'tnaqqis b'interferenza qawwija jinbidel inqas minn dak b'interferenza ħafifa.

Il-figura li ġejja turi l-kurvi tal-bidla tad-distorsjoni ta 'intermodulazzjoni tat-tielet ordni u d-distorsjoni armonika tat-tieni ordni SHD bil-konċentrazzjoni ta' l-imbarazz, jiġifieri, il-frekwenza ta 'modulazzjoni. Jista 'jidher li l-abilità ta' soppressjoni tat-tneħħija għal imbarazz tqil hija ogħla minn dik għal imbarazz ħafif. Għalhekk, it-tneħħija mill-ġdid tgħin biex ittejjeb il-linearità.

Dan t'hawn fuq huwa ekwivalenti għall-konsiderazzjoni ta 'C fil-mudell RC ta' MZM, u l-influwenza ta 'R għandha titqies ukoll. Dan li ġej huwa l-kurva tal-bidla ta 'CDR3 bir-reżistenza tas-serje. Jista 'jidher li iktar ma tkun iżgħar ir-reżistenza tas-serje, iktar tkun kbira CDR3.

Fl-aħħar iżda mhux l-inqas, l-effett tal-modulatur tas-silikon mhux neċessarjament agħar minn dak ta 'Linbo3. Kif muri fil-figura hawn taħt, Cdr3 tal -Modulatur tas-silikonse jkun ogħla minn dak ta 'Linbo3 fil-każ ta' preġudizzju sħiħ permezz ta 'disinn raġonevoli ta' l-istruttura u t-tul tal-modulatur. Il-kundizzjonijiet tat-test jibqgħu konsistenti.

Fil-qosor, id-disinn strutturali tal-modulatur tad-dawl tas-silikon jista 'jittaffa biss, mhux imfejjaq, u jekk jista' verament jintuża fis-sistema FMCW jeħtieġ verifika sperimentali, jekk jista 'jkun verament, allura jista' jikseb integrazzjoni ta 'transceiver, li għandu vantaġġi għal tnaqqis fuq l-ispejjeż fuq skala kbira.