Modulator optik silikoni për FMCW

Modulator optik silikonipër FMCW

Siç e dimë të gjithë, një nga komponentët më të rëndësishëm në sistemet Lidar të bazuara në FMCW është modulatori me linearitet të lartë. Parimi i tij i punës është paraqitur në figurën e mëposhtme: PërdorimiModulator DP-IQbazuarmodulimi i një brezi anësor të vetëm (SSB), e sipërme dhe e poshtmeMZMPuna në pikën zero, në rrugë dhe poshtë brezit anësor të wc+wm dhe WC-WM, wm është frekuenca e modulimit, por në të njëjtën kohë kanali i poshtëm fut 90 gradë diferencë fazore dhe në fund drita e WC-WM anulohet, vetëm termi i zhvendosjes së frekuencës wc+wm. Në figurën b, blu LR është sinjali lokal i cicërimës FM, portokalli RX është sinjali i reflektuar dhe për shkak të efektit Doppler, sinjali i rrahjes përfundimtare prodhon f1 dhe f2.


Distanca dhe shpejtësia janë:

Më poshtë është një artikull i botuar nga Universiteti i Shanghai Jiaotong në 2021, rrethSSBgjeneratorë që zbatojnë FMCW bazuar nëmodulatorët e dritës së silikonit.

Performanca e MZM tregohet si më poshtë: Dallimi i performancës së modulatorëve të krahut të sipërm dhe të poshtëm është relativisht i madh. Raporti i refuzimit të brezit anësor të bartësit është i ndryshëm me shpejtësinë e modulimit të frekuencës dhe efekti do të bëhet më i keq me rritjen e frekuencës.

Në figurën e mëposhtme, rezultatet e testimit të sistemit Lidar tregojnë se a/b është sinjali i rrahjes me të njëjtën shpejtësi dhe në distanca të ndryshme, dhe c/d është sinjali i rrahjes në të njëjtën distancë dhe me shpejtësi të ndryshme. Rezultatet e testit arritën 15 mm dhe 0,775 m / s.

Këtu, vetëm aplikimi i silikonitmodulator optikpër FMCW është diskutuar. Në realitet, efekti i modulatorit optik të silikonit nuk është aq i mirë sa ai iModulator LiNO3, kryesisht sepse në modulatorin optik të silikonit, koeficienti i ndryshimit të fazës/përthithjes/ kapacitetit të kryqëzimit është jolinear me ndryshimin e tensionit, siç tregohet në figurën më poshtë:

Kjo është,

Marrëdhënia e fuqisë dalëse emodulatorsistemi është si më poshtë
Rezultati është një detonim i rendit të lartë:

Këto do të shkaktojnë zgjerimin e sinjalit të frekuencës së rrahjeve dhe uljen e raportit sinjal-zhurmë. Pra, cila është mënyra për të përmirësuar linearitetin e modulatorit të dritës së silikonit? Këtu diskutojmë vetëm karakteristikat e vetë pajisjes dhe nuk diskutojmë skemën e kompensimit duke përdorur struktura të tjera ndihmëse.
Një nga arsyet e jolinearitetit të fazës së modulimit me tensionin është se fusha e dritës në valëdhënës është në shpërndarje të ndryshme të parametrave të rëndë dhe të lehtë dhe shpejtësia e ndryshimit të fazës është e ndryshme me ndryshimin e tensionit. Siç tregohet në foton e mëposhtme. Rajoni i varfërimit me ndërhyrje të rënda ndryshon më pak se ai me ndërhyrje të lehta.

Figura e mëposhtme tregon kthesat e ndryshimit të TID të shtrembërimit të intermodulimit të rendit të tretë dhe SHD të shtrembërimit harmonik të rendit të dytë me përqendrimin e rrëmujës, domethënë frekuencën e modulimit. Mund të shihet se aftësia shtypëse e detuningut për rrëmujën e rëndë është më e lartë se ajo për rrëmujën e lehtë. Prandaj, ripërzierja ndihmon në përmirësimin e linearitetit.

Sa më sipër është ekuivalente me marrjen në konsideratë të C në modelin RC të MZM, dhe ndikimi i R duhet gjithashtu të merret parasysh. Më poshtë është kurba e ndryshimit të CDR3 me rezistencën e serisë. Mund të shihet se sa më e vogël të jetë rezistenca e serisë, aq më e madhe është CDR3.

E fundit, por jo më pak e rëndësishme, efekti i modulatorit të silikonit nuk është domosdoshmërisht më i keq se ai i LiNbO3. Siç tregohet në figurën më poshtë, CDR3 emodulator silikonido të jetë më i lartë se ai i LiNbO3 në rastin e njëanshmërisë së plotë përmes projektimit të arsyeshëm të strukturës dhe gjatësisë së modulatorit. Kushtet e testimit mbeten të qëndrueshme.

Si përmbledhje, dizajni strukturor i modulatorit të dritës së silikonit mund të zbutet vetëm, jo ​​të kurohet, dhe nëse mund të përdoret vërtet në sistemin FMCW ka nevojë për verifikim eksperimental, nëse mund të jetë me të vërtetë, atëherë mund të arrijë integrimin e transmetuesit, i cili ka përparësi për uljen e kostos në shkallë të gjerë.


Koha e postimit: Mar-18-2024