Szilícium optikai modulátor az FMCW -hez

Szilícium optikai modulátorFMCW -hez

Mint mindannyian tudjuk, az FMCW-alapú LIDAR rendszerek egyik legfontosabb alkotóeleme a nagy linearitási modulátor. Működési elvét a következő ábra mutatja: HasználatDP-IQ modulátoralapúEgyoldalas sáv moduláció (SSB), a felső és az alsóMZMA WC+WM és a WC-WM oldalsó sávján a NULL POINT-nál és a WM oldalsó sávban végzett munka a modulációs frekvencia, de ugyanakkor az alsó csatorna 90 fokos fáziskülönbséget vezet be, és végül a WC-WM fényét törlik, csak a WC+WM frekvenciaváltó kifejezését. A B. ábrán az LR Blue a helyi FM Chirp jel, az RX Orange a tükrözött jel, és a Doppler -effektus miatt a végső ütem jel F1 és F2 -t termel.

A távolság és a sebesség a következők:

Az alábbiakban egy cikk, amelyet a Shanghai Jiaotong Egyetem 2021 -ben tett közzéSSBaz FMCW -n alapuló generátorokszilícium fénymodulátorok.

Az MZM teljesítményét a következőképpen mutatjuk be: A felső és alsó karmodulátorok teljesítménykülönbsége viszonylag nagy. A hordozó oldalsáv -kilökődés aránya eltér a frekvenciamodulációs sebességgel, és a hatás a frekvencia növekedésével rosszabb lesz.

A következő ábrán a LIDAR rendszer teszteredményei azt mutatják, hogy az A/B az ütésjel azonos sebességgel és különböző távolságra, és a C/D a Beat jel azonos távolságra és különböző sebességgel. A teszt eredményei elértek 15 mm és 0,775 m /s.

Itt csak a szilícium alkalmazásaoptikai modulátoraz FMCW -nek megvitatják. A valóságban a szilícium optikai modulátor hatása nem olyan jó, mintLino3 modulátor, elsősorban azért, mert a szilícium optikai modulátorban a fázisváltási/abszorpciós együttható/csomópont kapacitása nemlineáris a feszültségváltozással, amint az az alábbi ábra mutatja:

Vagyis,

AmodulátorA rendszer a következő
Az eredmény egy magas rendű disking:

Ezek a ritmusfrekvencia-jel kibővítését és a jel-zaj arány csökkenését okozják. Tehát mi a módja annak, hogy javítsák a szilícium fénymodulátor linearitását? Itt csak maga az eszköz jellemzőit tárgyaljuk, és nem tárgyaljuk a kompenzációs sémát más kiegészítő struktúrák segítségével.
A modulációs fázis feszültségének nemlinearitásának egyik oka az, hogy a hullámvezetőben lévő fénymező a nehéz és fényparaméterek eltérő eloszlásában van, és a fázisváltási sebesség különbözik a feszültség megváltozásával. A következő képen látható módon. A nehéz interferencia kimerülési régió kevésbé változik, mint a könnyű interferencia.

A következő ábra a harmadik rendű intermodulációs torzulás TID változási görbéit és a második rendű harmonikus torzulást mutatja a rendetlenség koncentrációjával, azaz a modulációs frekvenciával. Látható, hogy a nehéz rendetlenség elnyomási képessége magasabb, mint a könnyű rendetlenségnél. Ezért a remixelés elősegíti a linearitás javítását.

A fentiek egyenértékűek a C figyelembevételével az MZM RC modelljében, és az R befolyását is figyelembe kell venni. Az alábbiakban a CDR3 változási görbéjét a sorozat ellenállással. Látható, hogy minél kisebb a sorozat ellenállás, annál nagyobb a CDR3.

Végül, de nem utolsósorban, a szilíciummodulátor hatása nem feltétlenül rosszabb, mint a Linbo3é. Amint az az alábbi ábra, a CDR3 cdr3szilíciummodulátormagasabb lesz, mint a Linbo3é, teljes torzítás esetén a modulátor szerkezetének és hosszának ésszerű kialakításán keresztül. A tesztfeltételek továbbra is következetesek.

Összefoglalva: a szilícium fénymodulátor szerkezeti kialakítása csak enyhíthető, nem gyógyítható meg, és hogy az FMCW rendszerben valóban felhasználható-e kísérleti ellenőrzésre, ha valóban lehet, akkor elérheti az adó-vevő integrációját, amelynek előnyei vannak a nagy léptékű költségcsökkentésnek.