Modulator sa optika nga silikonpara sa FMCW
Sama sa atong nahibaloan, usa sa pinakaimportanteng sangkap sa mga sistema sa Lidar nga nakabase sa FMCW mao ang high linearity modulator. Ang prinsipyo sa pagtrabaho niini gipakita sa mosunod nga hulagway: Gamit angModulator sa DP-IQgibasesingle sideband modulation (SSB), ang ibabaw ug ubosMZMmotrabaho sa null point, sa dalan ug paubos sa side band sa wc+wm ug WC-WM, ang wm mao ang modulation frequency, apan sa samang higayon ang ubos nga channel mopaila og 90 degrees phase difference, ug sa katapusan ang kahayag sa WC-WM makanselar, ang frequency shift term lang sa wc+wm. Sa Figure b, ang LR blue mao ang local FM chirp signal, ang RX orange mao ang reflected signal, ug tungod sa Doppler effect, ang final beat signal moprodyus og f1 ug f2.
Ang distansya ug katulin mao ang:
Ang mosunod usa ka artikulo nga gipatik sa Shanghai Jiaotong University niadtong 2021, mahitungod saSSBmga generator nga nagpatuman sa FMCW base samga modulator sa kahayag nga silicon.
Ang performance sa MZM gipakita sama sa mosunod: Ang kalainan sa performance sa upper ug lower arm modulators medyo dako. Ang carrier sideband rejection ratio managlahi sa frequency modulation rate, ug ang epekto mograbe samtang motaas ang frequency.
Sa mosunod nga hulagway, ang mga resulta sa pagsulay sa sistema sa Lidar nagpakita nga ang a/b mao ang beat signal sa parehas nga katulin ug sa lainlaing mga distansya, ug ang c/d mao ang beat signal sa parehas nga distansya ug sa lainlaing mga katulin. Ang mga resulta sa pagsulay nakaabot sa 15mm ug 0.775m /s.
Dinhi, ang paggamit lang sa silicon ang gigamit.modulator sa optikapara sa FMCW ang gihisgutan. Sa tinuod lang, ang epekto sa silicon optical modulator dili sama ka maayo saModulator sa LiNO3, kasagaran tungod kay sa silicon optical modulator, ang phase change/absorption coefficient/junction capacitance kay non-linear uban sa pag-usab sa boltahe, sama sa gipakita sa hulagway sa ubos:
Kana mao,
Ang relasyon sa gahum sa output samodulatorang sistema mao ang mosunod
Ang resulta usa ka taas nga order detuning:
Kini ang hinungdan sa paglapad sa beat frequency signal ug pagkunhod sa signal-to-noise ratio. Busa unsa ang paagi aron mapaayo ang linearity sa silicon light modulator? Dinhi atong hisgutan lamang ang mga kinaiya sa device mismo, ug dili nato hisgutan ang compensation scheme gamit ang ubang auxiliary structures.
Usa sa mga rason sa non-linearity sa modulation phase uban sa boltahe mao nga ang light field sa waveguide anaa sa lain-laing distribusyon sa heavy ug light parameters ug ang phase change rate lahi sa pag-usab sa boltahe. Sama sa gipakita sa mosunod nga hulagway. Ang depletion region nga adunay heavy interference mas gamay ang kausaban kon itandi sa light interference.
Ang mosunod nga hulagway nagpakita sa mga kurba sa pagbag-o sa third-order intermodulation distortion TID ug sa second-order harmonic distortion SHD nga adunay konsentrasyon sa clutter, nga mao, ang modulation frequency. Makita nga ang abilidad sa pagpugong sa detuning para sa bug-at nga clutter mas taas kaysa sa gaan nga clutter. Busa, ang remixing makatabang sa pagpalambo sa linearity.
Ang nahisgotan sa ibabaw katumbas sa pagkonsiderar sa C sa RC model sa MZM, ug ang impluwensya sa R kinahanglan usab nga tagdon. Ang mosunod mao ang change curve sa CDR3 uban sa series resistance. Makita nga kon mas gamay ang series resistance, mas dako ang CDR3.
Katapusan apan dili labing gamay, ang epekto sa silicon modulator dili kinahanglan nga mas grabe kay sa LiNbO3. Sama sa gipakita sa hulagway sa ubos, ang CDR3 samodulator sa silikonmas taas kay sa LiNbO3 sa kaso sa hingpit nga bias pinaagi sa makatarunganon nga disenyo sa istruktura ug gitas-on sa modulator. Ang mga kondisyon sa pagsulay nagpabilin nga makanunayon.
Sa kinatibuk-an, ang estruktural nga disenyo sa silicon light modulator mahimo ra nga mapagaan, dili mamaayo, ug kung magamit ba gyud kini sa sistema sa FMCW kinahanglan nga eksperimentohan pa, kung magamit gyud kini, nan makab-ot niini ang transceiver integration, nga adunay mga bentaha alang sa dako nga pagkunhod sa gasto.
Oras sa pag-post: Mar-18-2024