सिलिकॉन ऑप्टिकल मॉड्युलेटरएफएमसीडब्ल्यू साठी
आपल्या सर्वांना माहिती आहे की, FMCW-आधारित लिडार सिस्टीममधील सर्वात महत्वाच्या घटकांपैकी एक म्हणजे हाय रेषीयता मॉड्युलेटर. त्याचे कार्य तत्व खालील आकृतीमध्ये दर्शविले आहे: वापरणेडीपी-आयक्यू मॉड्युलेटरआधारितसिंगल साइडबँड मॉड्युलेशन (SSB), वरचा आणि खालचाएमझेडएमरस्त्यावर आणि wc+wm आणि WC-WM च्या साइड बँडच्या खाली शून्य बिंदूवर काम करा, wm ही मॉड्युलेशन वारंवारता आहे, परंतु त्याच वेळी खालचा चॅनेल 90 अंश फेज फरक सादर करतो आणि शेवटी WC-WM चा प्रकाश रद्द केला जातो, फक्त wc+wm चा फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट टर्म. आकृती b मध्ये, LR निळा हा स्थानिक FM चिरप सिग्नल आहे, RX नारंगी हा परावर्तित सिग्नल आहे आणि डॉप्लर परिणामामुळे, अंतिम बीट सिग्नल f1 आणि f2 निर्माण करतो.
अंतर आणि वेग खालीलप्रमाणे आहे:
२०२१ मध्ये शांघाय जिओटोंग विद्यापीठाने प्रकाशित केलेला एक लेख खालीलप्रमाणे आहे,एसएसबीजनरेटर जे FMCW ची अंमलबजावणी करतात त्यावर आधारितसिलिकॉन लाईट मॉड्युलेटर.
MZM ची कामगिरी खालीलप्रमाणे दाखवली आहे: वरच्या आणि खालच्या आर्म मॉड्युलेटरच्या कामगिरीतील फरक तुलनेने मोठा आहे. फ्रिक्वेन्सी मॉड्युलेशन रेटसह कॅरियर साइडबँड रिजेक्शन रेशो वेगळा असतो आणि फ्रिक्वेन्सी वाढल्याने त्याचा परिणाम आणखी वाईट होईल.
खालील आकृतीमध्ये, लिडार सिस्टीमच्या चाचणी निकालांवरून असे दिसून येते की a/b हा समान वेगाने आणि वेगवेगळ्या अंतरावर बीट सिग्नल आहे आणि c/d हा समान अंतरावर आणि वेगवेगळ्या वेगाने बीट सिग्नल आहे. चाचणी निकाल 15 मिमी आणि 0.775 मी/सेकंद पर्यंत पोहोचले.
येथे, फक्त सिलिकॉनचा वापरऑप्टिकल मॉड्युलेटरFMCW साठी चर्चा केली आहे. प्रत्यक्षात, सिलिकॉन ऑप्टिकल मॉड्युलेटरचा प्रभावLiNO3 मॉड्युलेटर, मुख्यतः कारण सिलिकॉन ऑप्टिकल मॉड्युलेटरमध्ये, फेज बदल/अवशोषण गुणांक/जंक्शन कॅपेसिटन्स व्होल्टेज बदलासह नॉन-लाइनर असतो, जसे खालील आकृतीमध्ये दर्शविले आहे:
म्हणजेच,
चे आउटपुट पॉवर रिलेशनशिपमॉड्युलेटरप्रणाली खालीलप्रमाणे आहे
परिणाम म्हणजे उच्च दर्जाचे डिट्यूनिंग:
यामुळे बीट फ्रिक्वेन्सी सिग्नलचा विस्तार होईल आणि सिग्नल-टू-नॉइज रेशो कमी होईल. तर सिलिकॉन लाईट मॉड्युलेटरची रेषीयता सुधारण्याचा मार्ग कोणता आहे? येथे आपण फक्त डिव्हाइसच्या वैशिष्ट्यांवर चर्चा करतो आणि इतर सहाय्यक संरचना वापरून भरपाई योजनेवर चर्चा करत नाही.
व्होल्टेजसह मॉड्युलेशन फेजच्या रेषीय नसण्याचे एक कारण म्हणजे वेव्हगाइडमधील प्रकाश क्षेत्र हेवी आणि लाईट पॅरामीटर्सच्या वेगवेगळ्या वितरणात असते आणि फेज बदलाचा दर व्होल्टेजच्या बदलासह वेगळा असतो. खालील चित्रात दाखवल्याप्रमाणे. जड हस्तक्षेप असलेला डिप्लेशन प्रदेश प्रकाश हस्तक्षेपापेक्षा कमी बदलतो.
खालील आकृतीमध्ये तिसऱ्या-क्रमातील इंटरमॉड्युलेशन विकृती TID आणि दुसऱ्या-क्रमातील हार्मोनिक विकृती SHD चे क्लटरच्या एकाग्रतेसह, म्हणजेच मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी दर्शविले आहे. हे दिसून येते की जड क्लटरसाठी डिट्यूनिंगची दमन क्षमता हलक्या क्लटरपेक्षा जास्त आहे. म्हणून, रीमिक्सिंग रेषीयता सुधारण्यास मदत करते.
वरील गोष्ट MZM च्या RC मॉडेलमध्ये C विचारात घेण्यासारखी आहे आणि R चा प्रभाव देखील विचारात घेतला पाहिजे. खाली CDR3 चा मालिका प्रतिकारासह बदल वक्र आहे. हे पाहिले जाऊ शकते की मालिका प्रतिकार जितका लहान असेल तितका CDR3 मोठा असेल.
शेवटचे पण महत्त्वाचे नाही, सिलिकॉन मॉड्युलेटरचा परिणाम LiNbO3 पेक्षा वाईट असेलच असे नाही. खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, CDR3 चासिलिकॉन मॉड्युलेटरमॉड्युलेटरच्या रचनेची आणि लांबीची वाजवी रचना करून पूर्ण बायसच्या बाबतीत LiNbO3 पेक्षा जास्त असेल. चाचणी परिस्थिती सुसंगत राहते.
थोडक्यात, सिलिकॉन लाईट मॉड्युलेटरची स्ट्रक्चरल डिझाइन फक्त कमी करता येते, बरे करता येत नाही, आणि ते खरोखर FMCW सिस्टीममध्ये वापरले जाऊ शकते की नाही यासाठी प्रायोगिक पडताळणीची आवश्यकता आहे, जर ते खरोखर शक्य असेल तर ते ट्रान्सीव्हर इंटिग्रेशन साध्य करू शकते, ज्याचे मोठ्या प्रमाणात खर्च कमी करण्याचे फायदे आहेत.
पोस्ट वेळ: मार्च-१८-२०२४