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 funksionimit tregohet në figurën e mëposhtme: Duke përdorurModulatori DP-IQbazuarmodulim me një brez anësor (SSB), pjesa e sipërme dhe e poshtmeMZMpunojnë 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 prezanton ndryshim faze prej 90 gradësh, dhe më në fund drita e WC-WM anulohet, vetëm termi i zhvendosjes së frekuencës së wc+wm. Në Figurën b, LR blu është sinjali lokal i cicërimës FM, RX portokalli është sinjali i reflektuar, dhe për shkak të efektit Doppler, sinjali përfundimtar i rrahjes prodhon f1 dhe f2.
Distanca dhe shpejtësia janë:
Më poshtë është një artikull i botuar nga Universiteti Shanghai Jiaotong në vitin 2021, rrethSSBgjeneratorë që zbatojnë FMCW bazuar nëmodulatorë të dritës së silikonit.
Performanca e MZM tregohet si më poshtë: Diferenca në performancën e modulatorëve të krahut të sipërm dhe të poshtëm është relativisht e madhe. Raporti i refuzimit të brezit anësor të bartësit është i ndryshëm me shkallën e modulimit të frekuencës, dhe efekti do të përkeqësohet me rritjen e frekuencës.
Në figurën e mëposhtme, rezultatet e testimit të sistemit Lidar tregojnë se a/b është sinjali i rrahjes në 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 testimit arritën 15 mm dhe 0.775 m/s.
Këtu, vetëm aplikimi i silikonitmodulator optikpër FMCW diskutohet. Në realitet, efekti i modulatorit optik të silikonit nuk është aq i mirë sa ai iModulator LiNO3, kryesisht sepse në modulatorin optik të silikonit, ndryshimi i fazës/koeficienti i absorbimit/kapaciteti i kryqëzimit është jolinear me ndryshimin e tensionit, siç tregohet në figurën më poshtë:
Domethënë,
Marrëdhënia e fuqisë dalëse tëmodulatorsistemi është si më poshtë
Rezultati është një çrregullim i nivelit 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 prej silikoni? Këtu diskutojmë vetëm karakteristikat e vetë pajisjes dhe nuk diskutojmë skemën e kompensimit duke përdorur struktura të tjera ndihmëse.
Një nga arsyet për jolinearitetin e fazës së modulimit me tensionin është se fusha e dritës në valëpërçues është në shpërndarje të ndryshme të parametrave të rëndë dhe të lehtë dhe shkalla e ndryshimit të fazës është e ndryshme me ndryshimin e tensionit. Siç tregohet në figurën e mëposhtme. Rajoni i varfërimit me ndërhyrje të rëndë ndryshon më pak se ai me ndërhyrje të dritës.
Figura e mëposhtme tregon kurbat e ndryshimit të shtrembërimit të intermodulimit të rendit të tretë TID dhe shtrembërimit harmonik të rendit të dytë SHD me përqendrimin e rrëmujës, domethënë frekuencën e modulimit. Mund të shihet se aftësia e shtypjes së çakordimit për rrëmujë të rëndë është më e lartë se ajo për rrëmujë të lehtë. Prandaj, rimiksimi ndihmon në përmirësimin e linearitetit.
Sa më sipër është ekuivalente me marrjen në konsideratë të C në modelin RC të MZM, dhe duhet të merret në konsideratë edhe ndikimi i R. Më poshtë është kurba e ndryshimit të CDR3 me rezistencën serike. Mund të shihet se sa më e vogël të jetë rezistenca serike, aq më e madhe është CDR3.
Së fundmi, 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 imodulator silikonido të jetë më i lartë se ai i LiNbO3 në rastin e polarizimit të plotë përmes një projektimi të arsyeshëm të strukturës dhe gjatësisë së modulatorit. Kushtet e testimit mbeten të qëndrueshme.
Si përmbledhje, dizajni strukturor i modulatorit të dritës prej silikoni mund të zbutet vetëm, jo të kurohet, dhe nëse ai mund të përdoret vërtet në sistemin FMCW ka nevojë për verifikim eksperimental, dhe nëse mund të përdoret vërtet, atëherë mund të arrijë integrimin e transmetuesit-transmetues, gjë që ka përparësi për uljen e kostos në shkallë të gjerë.
Koha e postimit: 18 Mars 2024