Սիլիկոնային օպտիկական մոդուլյատորFMCW-ի համար
Ինչպես բոլորս գիտենք, FMCW-ի վրա հիմնված Lidar համակարգերի ամենակարևոր բաղադրիչներից մեկը բարձր գծային մոդուլյատորն է: Դրա աշխատանքի սկզբունքը ներկայացված է հետևյալ նկարում. ՕգտագործելովDP-IQ մոդուլյատորհիմնվածմիակողմանի մոդուլյացիա (SSB), վերին և ստորինՄԶՄԱշխատելով զրոյական կետում, ճանապարհի վրա և wc+wm-ի և WC-WM-ի կողային գոտու ներքևում, wm-ը մոդուլյացիայի հաճախականությունն է, բայց միևնույն ժամանակ ստորին ալիքը ներմուծում է 90 աստիճանի փուլային տարբերություն, և վերջապես WC-WM-ի լույսը չեզոքացվում է, միայն wc+wm-ի հաճախականության տեղաշարժի անդամն է։ Նկար b-ում LR կապույտը տեղական FM ճռռոցի ազդանշանն է, RX նարնջագույնը՝ անդրադարձված ազդանշանը, և Դոպլերի էֆեկտի պատճառով վերջնական բիթային ազդանշանը առաջացնում է f1 և f2։
Հեռավորությունը և արագությունը հետևյալն են.
Ստորև ներկայացված է Շանհայի Ջիաոտոնգի համալսարանի կողմից 2021 թվականին հրապարակված հոդվածը, որը վերաբերում էՍՍԲգեներատորներ, որոնք իրականացնում են FMCW-ի վրա հիմնվածսիլիկոնային լույսի մոդուլյատորներ.
MZM-ի աշխատանքը ներկայացված է հետևյալ կերպ. Վերին և ստորին թևերի մոդուլյատորների աշխատանքի տարբերությունը համեմատաբար մեծ է: Կրողի կողային գոտու մերժման հարաբերակցությունը տարբերվում է հաճախականության մոդուլյացիայի արագության հետ, և ազդեցությունը կվատանա հաճախականության աճի հետ մեկտեղ:
Հետևյալ նկարում Lidar համակարգի փորձարկման արդյունքները ցույց են տալիս, որ a/b-ն նույն արագությամբ և տարբեր հեռավորությունների վրա տատանողական ազդանշանն է, իսկ c/d-ն՝ նույն հեռավորության և տարբեր արագությունների վրա տատանողական ազդանշանը։ Փորձարկման արդյունքները հասել են 15 մմ-ի և 0.775 մ/վրկ-ի։
Այստեղ միայն սիլիկոնի կիրառումն էօպտիկական մոդուլյատորքննարկվում է FMCW-ի համար։ Իրականում, սիլիկոնային օպտիկական մոդուլյատորի ազդեցությունը այնքան լավ չէ, որքանLiNO3 մոդուլյատոր, հիմնականում այն պատճառով, որ սիլիցիումային օպտիկական մոդուլյատորում փուլի փոփոխությունը/կլանման գործակիցը/միացման տարողունակությունը ոչ գծային է լարման փոփոխության հետ, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում։
Այսինքն՝
Ելքային հզորության հարաբերակցությունըմոդուլյատորհամակարգը հետևյալն է
Արդյունքը բարձր կարգի ապակարգավորում է.
Սրանք կհանգեցնեն հարվածային հաճախականության ազդանշանի ընդլայնմանը և ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության նվազմանը: Այսպիսով, ինչպե՞ս կարելի է բարելավել սիլիկոնային լույսի մոդուլյատորի գծայինությունը: Այստեղ մենք քննարկում ենք միայն սարքի բնութագրերը և չենք քննարկում այլ օժանդակ կառուցվածքների միջոցով փոխհատուցման սխեման:
Լարման հետ մոդուլյացիայի փուլի ոչ գծային լինելու պատճառներից մեկն այն է, որ ալիքատարում լուսային դաշտը գտնվում է ծանր և թեթև պարամետրերի տարբեր բաշխման մեջ, և փուլի փոփոխության արագությունը տարբեր է լարման փոփոխության հետ մեկտեղ: Ինչպես ցույց է տրված հետևյալ նկարում: Ուժեղ ինտերֆերենցիայի դեպքում սպառման շրջանը ավելի քիչ է փոխվում, քան լույսի ինտերֆերենցիայի դեպքում:
Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս երրորդ կարգի ինտերմոդուլյացիոն աղավաղման TID-ի և երկրորդ կարգի հարմոնիկ աղավաղման SHD-ի փոփոխության կորերը՝ կախված աղմուկի կոնցենտրացիայից, այսինքն՝ մոդուլյացիայի հաճախականությունից: Կարելի է տեսնել, որ դելարինգի ճնշման ունակությունը ծանր աղմուկի դեպքում ավելի բարձր է, քան թեթև աղմուկի դեպքում: Հետևաբար, ռեմիքսինգը նպաստում է գծայնության բարելավմանը:
Վերը նշվածը համարժեք է MZM-ի RC մոդելում C-ն դիտարկելուն, և պետք է հաշվի առնել նաև R-ի ազդեցությունը։ Հետևյալը CDR3-ի փոփոխության կորն է հաջորդական դիմադրության դեպքում։ Կարելի է տեսնել, որ որքան փոքր է հաջորդական դիմադրությունը, այնքան մեծ է CDR3-ը։
Վերջինը, բայց ոչ պակաս կարևորը, սիլիկոնային մոդուլյատորի ազդեցությունը պարտադիր չէ, որ ավելի վատ լինի, քան LiNbO3-ինը։ Ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում, CDR3-ըսիլիկոնային մոդուլյատորմոդուլյատորի կառուցվածքի և երկարության ողջամիտ նախագծման միջոցով լրիվ շեղման դեպքում LiNbO3-ից բարձր կլինի։ Փորձարկման պայմանները մնում են հաստատուն։
Ամփոփելով՝ սիլիկոնային լույսի մոդուլյատորի կառուցվածքային դիզայնը կարող է միայն մեղմացվել, այլ ոչ թե շտկվել, և այն, թե արդյոք այն իսկապես կարող է օգտագործվել FMCW համակարգում, կարիք ունի փորձարարական ստուգման։ Եթե իսկապես կարող է, ապա այն կարող է հասնել ընդունիչ-ընդունիչի ինտեգրման, որն առավելություններ ունի մեծածավալ ծախսերի կրճատման համար։
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 18-2024