Крэмніевы аптычны мадулятардля FMCW
Як усім вядома, адным з найважнейшых кампанентаў лідарных сістэм на аснове FMCW з'яўляецца высокалінейны мадулятар. Яго прынцып працы паказаны на наступным малюнку: ВыкарыстаннеDP-IQ-мадулятарзаснаваныаднабаковая мадуляцыя (SSB), верхні і ніжніМЗМпраца ў нулявой кропцы, на дарозе і ўніз па бакавой паласе wc+wm і WC-WM, wm - гэта частата мадуляцыі, але ў той жа час ніжні канал уводзіць розніцу фаз на 90 градусаў, і, нарэшце, святло WC-WM кампенсуецца, застаючыся толькі ў члене зрушэння частаты wc+wm. На малюнку b сіні LR - гэта лакальны FM-сігнал ЧЧП, аранжавы RX - адлюстраваны сігнал, і з-за эфекту Доплера канчатковы сігнал біццяў стварае f1 і f2.
Адлегласць і хуткасць:
Ніжэй прыведзены артыкул, апублікаваны Шанхайскім універсітэтам Цзяотун у 2021 годзе, праСББгенератары, якія рэалізуюць FMCW на асновекрэмніевыя мадулятары святла.
Прадукцыйнасць MZM паказана наступным чынам: розніца ў прадукцыйнасці мадулятараў верхняга і ніжняга пляча адносна вялікая. Каэфіцыент падаўлення бакавой паласы носьбітаў адрозніваецца ў залежнасці ад хуткасці мадуляцыі частаты, і эфект пагаршаецца з павелічэннем частаты.
На наступным малюнку паказаны вынікі выпрабаванняў сістэмы Lidar, дзе a/b — гэта сігнал біцця на аднолькавай хуткасці і на розных адлегласцях, а c/d — сігнал біцця на аднолькавай адлегласці і на розных хуткасцях. Вынікі выпрабаванняў дасягнулі 15 мм і 0,775 м/с.
Тут толькі прымяненне крэмніюаптычны мадулятарабмяркоўваецца для FMCW. Насамрэч, эфект крэмніевага аптычнага мадулятара не такі добры, як уМадулятар LiNO3, галоўным чынам таму, што ў крэмніевым аптычным мадулятары змена фазы/каэфіцыент паглынання/ёмістасць пераходу нелінейная са змяненнем напружання, як паказана на малюнку ніжэй:
Гэта значыць,
Суадносіны выходнай магутнасцімадулятарсістэма выглядае наступным чынам
Вынікам з'яўляецца расстройка высокага парадку:
Гэта прывядзе да пашырэння сігналу частаты біццяў і зніжэння суадносін сігнал/шум. Дык як жа палепшыць лінейнасць крэмніевага мадулятара святла? Тут мы абмяркуем толькі характарыстыкі самой прылады і не будзем разглядаць схему кампенсацыі з выкарыстаннем іншых дапаможных структур.
Адной з прычын нелінейнасці мадуляцыі фазы з напружаннем з'яўляецца тое, што светлавое поле ў хваляводе мае рознае размеркаванне цяжкіх і лёгкіх параметраў, і хуткасць змены фазы адрозніваецца пры змене напружання. Як паказана на наступным малюнку. Вобласць знясілення пры моцных перашкодах змяняецца менш, чым пры лёгкіх перашкодах.
На наступным малюнку паказаны крывыя змены інтэрмадуляцыйных скажэнняў трэцяга парадку TID і гарманічных скажэнняў другога парадку SHD у залежнасці ад канцэнтрацыі перашкод, гэта значыць частаты мадуляцыі. Відаць, што здольнасць падаўлення расстройкі для моцных перашкод вышэйшая, чым для лёгкіх. Такім чынам, рэміксаванне дапамагае палепшыць лінейнасць.
Вышэйсказанае эквівалентна разгляду C у RC-мадэлі MZM, а таксама варта ўлічваць уплыў R. Ніжэй прыведзена крывая змены CDR3 у залежнасці ад паслядоўнага супраціўлення. Відаць, што чым меншы паслядоўны супраціў, тым большы CDR3.
І апошняе, але не менш важнае: эфект крэмніевага мадулятара не абавязкова горшы, чым у LiNbO3. Як паказана на малюнку ніжэй, CDR3...крэмніевы мадулятарбудзе вышэй, чым у LiNbO3 у выпадку поўнага зрушэння дзякуючы разумнай канструкцыі структуры і даўжыні мадулятара. Умовы выпрабаванняў застаюцца нязменнымі.
Карацей кажучы, структурную канструкцыю крэмніевага мадулятара святла можна толькі змякчыць, а не выправіць, і ці сапраўды яго можна выкарыстоўваць у сістэме FMCW, патрабуецца эксперыментальная праверка. Калі гэта сапраўды так, то можна дасягнуць інтэграцыі прыёмаперадатчыка, што мае перавагі для маштабнага зніжэння выдаткаў.
Час публікацыі: 18 сакавіка 2024 г.