Optický modulátor kremíka pre FMCW

Optický modulátor kremíkapre FMCW

Ako všetci vieme, jednou z najdôležitejších komponentov v systémoch LIDAR na báze FMCW je modulátor vysokej linearity. Jeho pracovný princíp je znázornený na nasledujúcom obrázku: PoužitieModulátor DP-IQzaloženýmodulácia s jedným bočným pásom (SSB), horná a dolnáMzmPráca v nulovom bode, na ceste a nadol bočným pásmom WC+WM a WC-WM, WM je frekvencia modulácie, ale v rovnakom čase dolný kanál zavádza 90 stupňov fázového rozdielu a nakoniec sa zruší svetlo WC-WM, iba výraz frekvenčného posunu WC+WM. Na obrázku B, LR modrá je lokálny signál FM CHIRP, RX Orange je odrazený signál a vďaka Dopplerove efektu vytvára konečný signál rytmu F1 a F2.

Vzdialenosť a rýchlosť sú:

Nasleduje článok, ktorý uverejnila univerzita Šanghaj Jiaotong v roku 2021, oSSBgenerátory, ktoré implementujú FMCW na základemodulátory kremíka.

Výkon MZM je zobrazený nasledovne: Výkonnostný rozdiel v modulátoroch horných a dolných ramien je relatívne veľký. Pomer odmietania bočného pásma nosiča je iný s rýchlosťou frekvenčnej modulácie a účinok sa zhorší so zvyšovaním frekvencie.

Na nasledujúcom obrázku výsledky testu v systéme LIDAR ukazujú, že A/B je signál rytmu pri rovnakej rýchlosti a na rôznych vzdialenostiach a C/D je signál rytmu v rovnakej vzdialenosti a pri rôznych rýchlostiach. Výsledky testu dosiahli 15 mm a 0,775 m /s.

Tu iba aplikácia kremíkaoptický modulátorPre FMCW sa diskutuje. V skutočnosti účinok optického modulátora kremíka nie je taký dobrý ako účinokModulátor lino3, hlavne preto, že v kremíkovom optickom modulátore je kapacita koeficientu/absorpcie fázy/absorpcie nelineárna pri zmene napätia, ako je znázornené na obrázku nižšie:

To je,

Vzťah výstupného výkonumodulátorsystém je nasledujúci
Výsledkom je odkladanie vysokej objednávky:

To spôsobia rozšírenie frekvenčného signálu rytmu a zníženie pomeru signálu k šumu. Aký je teda spôsob, ako zlepšiť linearita modulátora kremíkového svetla? Tu diskutujeme iba o charakteristikách samotného zariadenia a nehovoríme o schéme kompenzácie pomocou iných pomocných štruktúr.
Jedným z dôvodov nelinearity modulačnej fázy s napätím je to, že svetelné pole vo vlnovode je v rôznych distribúcii ťažkých a svetelných parametrov a rýchlosť zmeny fázy sa líši pri zmene napätia. Ako je znázornené na nasledujúcom obrázku. Deplécia s ťažkým rušením sa mení menšia ako región s interferenciou svetla.

Nasledujúci obrázok ukazuje krivky zmeny intermodulačného skreslenia tretieho rádu a harmonické skreslenie druhého rádu SHD s koncentráciou neporiadku, to znamená modulačnú frekvenciu. Je zrejmé, že supresná schopnosť detuncie ťažkého neporiadku je vyššia ako v prípade neporiadku svetla. Preto remixovanie pomáha zlepšovať linearita.

Vyššie uvedené je rovnocenné s zvažovaním C v modeli RC MZM a mal by sa zvážiť aj vplyv R. Nasleduje krivka zmeny CDR3 s odporom série. Je zrejmé, že čím menší je odpor série, tým väčší je CDR3.

V neposlednom rade účinok modulátora kremíka nie je nevyhnutne horší ako účinok linbo3. Ako je znázornené na obrázku nižšie, CDR3kremíkbude vyššia ako v prípade Linbo3 v prípade úplného zaujatosti primeraným návrhu štruktúry a dĺžky modulátora. Testovacie podmienky zostávajú konzistentné.

Stručne povedané, štrukturálny návrh modulátora kremíkového svetla sa môže zmierniť, nie je vyliečený a či sa dá skutočne použiť v systéme FMCW, potrebuje experimentálne overenie, ak to môže byť skutočne, potom môže dosiahnuť integráciu vysielača, ktorá má výhody pre rozsiahle zníženie nákladov.