Крамянёвы аптычны мадулятар для FMCW

Крамянёвы аптычны мадулятардля FMCW

Як мы ўсе ведаем, адным з найбольш важных кампанентаў у сістэмах Lidar на аснове FMCW з'яўляецца мадулятар высокай лінейнасці. Яго прынцып працы паказаны на наступным малюнку: ВыкарыстаннеDP-IQ модуляторна асновеаднапалосная 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 у 90 градусаў, і, нарэшце, святло WC-WM адмяняецца, толькі член зруху частоты wc+wm. На малюнку b, LR сіні - гэта лакальны FM-сігнал, RX - аранжавы - адлюстраваны сігнал, і з-за эфекту Доплера, канчатковы сігнал біцця стварае f1 і f2.


Адлегласць і хуткасць:

Ніжэй прыводзіцца артыкул, апублікаваны Шанхайскім універсітэтам Цзяотун у 2021 годзе праSSBгенератары, якія рэалізуюць FMCW на асновекрамянёвыя мадулятары святла.

Прадукцыйнасць MZM паказана наступным чынам: Розніца ў прадукцыйнасці мадулятараў верхняй і ніжняй часткі рукі адносна вялікая. Каэфіцыент адхілення бакавой паласы нясучай адрозніваецца ад хуткасці частотнай мадуляцыі, і эфект будзе ўзмацняцца па меры павелічэння частоты.

На наступным малюнку вынікі выпрабаванняў сістэмы Lidar паказваюць, што a/b - гэта сігнал біцця на аднолькавай хуткасці і на розных адлегласцях, а c/d - гэта сігнал біцця на той жа адлегласці і на розных хуткасцях. Вынікі выпрабаванняў дасягнулі 15 мм і 0,775 м / с.

Тут толькі прымяненне крэмніюаптычны мадулятардля FMCW абмяркоўваецца. У рэчаіснасці эфект крэмніевага аптычнага мадулятара не такі добры, як уМадулятар LiNO3, галоўным чынам таму, што ў крамянёвым аптычным мадулятары змяненне фазы/каэфіцыент паглынання/ёмістасць спалучэння нелінейна залежыць ад змены напружання, як паказана на малюнку ніжэй:

гэта значыць

Адносіны выхадны магутнасцімадулятарсістэма выглядае наступным чынам
У выніку атрымліваецца расстройка высокага парадку:

Гэта прывядзе да пашырэння сігналу частоты біццяў і памяншэння адносіны сігнал/шум. Такім чынам, які спосаб палепшыць лінейнасць крамянёвага мадулятара святла? Тут мы абмяркоўваем толькі характарыстыкі самога прылады, а не абмяркоўваем схему кампенсацыі з выкарыстаннем іншых дапаможных структур.
Адной з прычын нелінейнасці фазы мадуляцыі з напругай з'яўляецца тое, што светлавое поле ў хваляводзе мае рознае размеркаванне цяжкіх і лёгкіх параметраў і хуткасць змены фазы розная 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 з канцэнтрацыяй перашкод, гэта значыць частатой мадуляцыі. Можна заўважыць, што здольнасць падаўлення расстройкі для моцных перашкод вышэй, чым для лёгкіх перашкод. Такім чынам, рэмікс дапамагае палепшыць лінейнасць.

Вышэйзгаданае эквівалентна разгляду C у RC-мадэлі MZM, а таксама варта ўлічваць уплыў R. Ніжэй прыведзена крывая змены CDR3 з паслядоўным супрацівам. Можна заўважыць, што чым менш паслядоўнае супраціўленне, тым больш CDR3.

І апошняе, але не менш важнае: эфект крэмніевага мадулятара не абавязкова горшы, чым у LiNbO3. Як паказана на малюнку ніжэй, CDR3 зкрамянёвы мадулятарбудзе вышэй, чым у LiNbO3 у выпадку поўнага зрушэння дзякуючы разумнай канструкцыі структуры і даўжыні мадулятара. Умовы выпрабаванняў застаюцца нязменнымі.

Такім чынам, структурную канструкцыю крамянёвага мадулятара святла можна толькі змякчыць, але не вылечыць, і ці сапраўды ён можа быць выкарыстаны ў сістэме FMCW, патрабуе эксперыментальнай праверкі, калі гэта сапраўды так, то ён можа дасягнуць інтэграцыі прыёмаперадатчыкаў, што мае перавагі для маштабнага зніжэння выдаткаў.


Час публікацыі: 18 сакавіка 2024 г