Silicon optical modulator alang sa FMCW

Silicon optical modulatoralang sa FMCW

Sama sa nahibal-an namong tanan, usa sa labing hinungdanon nga sangkap sa mga sistema sa Lidar nga nakabase sa FMCW mao ang taas nga linearity modulator. Ang prinsipyo sa pagtrabaho niini gipakita sa mosunod nga numero: PaggamitDP-IQ modulatorgibasesingle sideband modulation (SSB), ang ibabaw ug ubosMZMnagtrabaho sa null point, sa dalan ug paubos sa kilid nga banda sa wc + wm ug WC-WM, ang wm mao ang modulasyon frequency, apan sa samang higayon ang ubos nga channel nagpaila sa 90 degrees nga kalainan sa hugna, ug sa katapusan ang kahayag sa WC-WM gikansela, ang frequency shift lang nga termino sa wc+wm. Sa Figure b, ang LR blue mao ang lokal nga FM chirp signal, RX orange ang gipakita nga signal, ug tungod sa Doppler nga epekto, ang katapusan nga beat signal nagpatunghag f1 ug f2.

Ang gilay-on ug katulin mao ang:

Ang mosunud usa ka artikulo nga gipatik sa Shanghai Jiaotong University kaniadtong 2021, bahin saSSBmga generator nga nagpatuman sa FMCW base sasilicon light modulators.

Ang pasundayag sa MZM gipakita ingon sa mosunod: Ang kalainan sa pasundayag sa upper ug lower arm modulators medyo dako. Ang ratio sa pagsalikway sa sideband sa carrier lahi sa frequency modulation rate, ug ang epekto mahimong mas grabe samtang ang frequency nagdugang.

Sa mosunod nga numero, ang mga resulta sa pagsulay sa sistema sa Lidar nagpakita nga ang a/b mao ang beat signal sa samang gikusgon ug sa lain-laing gilay-on, ug ang c/d mao ang beat signal sa samang gilay-on ug sa lain-laing mga katulin. Ang mga resulta sa pagsulay miabot sa 15mm ug 0.775m / s.

Dinhi, ang paggamit lamang sa siliconoptical modulatorpara sa FMCW ang gihisgutan. Sa tinuud, ang epekto sa silicon optical modulator dili sama ka maayo saLiNO3 modulator, nag-una tungod kay sa silicon optical modulator, ang phase change/absorption coefficient/junction capacitance kay non-linear sa pagbag-o sa boltahe, sama sa gipakita sa hulagway sa ubos:

Sa ato pa,

Ang output power nga relasyon samodulatorsistema mao ang mosunod
Ang resulta mao ang usa ka taas nga order detuning:

Kini ang hinungdan sa pagpalapad sa signal sa frequency sa beat ug pagkunhod sa ratio sa signal-to-noise. Mao nga unsa ang paagi aron mapaayo ang linearity sa silicon light modulator? Dinhi atong hisgutan lamang ang mga kinaiya sa device mismo, ug dili hisgutan ang pamaagi sa kompensasyon gamit ang ubang mga auxiliary nga istruktura.
Usa sa mga hinungdan sa non-linearity sa modulation phase nga adunay boltahe mao nga ang light field sa waveguide naa sa lain-laing pag-apod-apod sa bug-at ug gaan nga mga parameter ug ang phase change rate lahi sa pagbag-o sa boltahe. Ingon sa gipakita sa mosunod nga hulagway. Ang pagkunhod sa rehiyon nga adunay bug-at nga interference nagbag-o nga mas gamay kaysa sa gamay nga interference.

Ang mosunud nga numero nagpakita sa pagbag-o sa mga kurba sa ikatulo nga order nga intermodulation distortion TID ug ang ikaduha nga order nga harmonic distortion SHD nga adunay konsentrasyon sa kalat, nga mao, ang frequency sa modulasyon. Makita nga ang abilidad sa pagsumpo sa detuning alang sa bug-at nga kalat mas taas kaysa sa gaan nga kalat. Busa, ang remixing makatabang sa pagpalambo sa linearity.

Ang sa ibabaw katumbas sa pagkonsiderar sa C sa RC nga modelo sa MZM, ug ang impluwensya sa R ​​kinahanglan usab nga tagdon. Ang mosunud mao ang kurba sa pagbag-o sa CDR3 nga adunay resistensya sa serye. Makita nga ang gamay nga pagsukol sa serye, mas dako ang CDR3.

Katapusan apan dili labing gamay, ang epekto sa silicon modulator dili kinahanglan nga labi ka daotan kaysa sa LiNbO3. Sama sa gipakita sa hulagway sa ubos, ang CDR3 sasilikon modulatormahimong mas taas kay sa LiNbO3 sa kaso sa bug-os nga bias pinaagi sa makatarunganon nga disenyo sa istruktura ug gitas-on sa modulator. Ang mga kahimtang sa pagsulay nagpabilin nga makanunayon.

Sa katingbanan, ang structural design sa silicon light modulator mahimo lamang nga mapagaan, dili mamaayo, ug kung kini magamit ba gyud sa sistema sa FMCW nanginahanglan eksperimento nga pag-verify, kung mahimo gyud, nan kini makab-ot ang transceiver integration, nga adunay mga bentaha. alang sa dako-scale nga pagkunhod sa gasto.