FMCW uchun silikon optik modulyator

Silikon optik modulyatorFMCW uchun

Barchamizga ma'lumki, FMCW-ga asoslangan Lidar tizimlarining eng muhim tarkibiy qismlaridan biri bu yuqori chiziqli modulyatordir. Uning ishlash printsipi quyidagi rasmda ko'rsatilgan: FoydalanishDP-IQ modulyatoriasoslanganbitta yon tarmoqli modulyatsiyasi (SSB), yuqori va pastkiMZMnull nuqtada, yo'lda va wc+wm va WC-WM ning yon bandida ishlang, wm - modulyatsiya chastotasi, lekin ayni paytda pastki kanal 90 daraja fazalar farqini va nihoyat WC-WM yorug'ligini kiritadi. bekor qilinadi, faqat wc+wm chastotasini almashtirish muddati. B-rasmda LR ko'k mahalliy FM chiyillash signalidir, RX to'q sariq rang aks ettirilgan signaldir va Doppler effekti tufayli yakuniy urish signali f1 va f2 ni hosil qiladi.


Masofa va tezlik quyidagicha:

Quyida Shanxay Jiaotong universiteti tomonidan 2021 yilda nashr etilgan maqola haqidaSSBasosida FMCWni amalga oshiradigan generatorlarkremniy yorug'lik modulyatorlari.

MZM ning ishlashi quyidagicha ko'rsatilgan: Yuqori va pastki qo'l modulyatorlarining ishlash farqi nisbatan katta. Tashuvchining yon tarmoqli rad etish nisbati chastota modulyatsiyasi tezligi bilan farq qiladi va chastota oshgani sayin ta'sir yomonlashadi.

Quyidagi rasmda Lidar tizimining sinov natijalari shuni ko'rsatadiki, a / b bir xil tezlikda va turli masofalarda urish signali va c / d bir xil masofada va turli tezliklarda urish signalidir. Sinov natijalari 15 mm va 0,775 m / s ga etdi.

Bu erda faqat kremniy qo'llanilishioptik modulyatorFMCW uchun muhokama qilinadi. Aslida, silikon optik modulyatorning ta'siri u qadar yaxshi emasLiNO3 modulyatori, asosan, silikon optik modulyatorda faza o'zgarishi / yutilish koeffitsienti / ulanish sig'imi kuchlanish o'zgarishi bilan chiziqli bo'lmaganligi sababli, quyidagi rasmda ko'rsatilgan:

Ya'ni,

ning chiqish quvvati munosabatimodulyatortizimi quyidagicha
Natijada yuqori darajadagi detuning:

Bu urish chastotasi signalining kengayishiga va signal-shovqin nisbatining pasayishiga olib keladi. Xo'sh, kremniy yorug'lik modulyatorining chiziqliligini yaxshilashning yo'li qanday? Bu erda biz faqat qurilmaning o'ziga xos xususiyatlarini muhokama qilamiz va boshqa yordamchi tuzilmalar yordamida kompensatsiya sxemasini muhokama qilmaymiz.
Modulyatsiya fazasining kuchlanish bilan chiziqli bo'lmasligining sabablaridan biri shundaki, to'lqin o'tkazgichdagi yorug'lik maydoni og'ir va engil parametrlarning har xil taqsimlanishida va kuchlanish o'zgarishi bilan faza o'zgarishi tezligi boshqacha bo'ladi. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek. Kuchli interferentsiyaga ega bo'lgan tükenme hududi yorug'lik shovqiniga qaraganda kamroq o'zgaradi.

Quyidagi rasmda tartibsizlikning konsentratsiyasi, ya'ni modulyatsiya chastotasi bilan uchinchi tartibli intermodulyatsiya buzilish TID va ikkinchi tartibli garmonik buzilish SHD ning o'zgarish egri chiziqlari ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, og'ir tartibsizliklarni bartaraf etishning bostirish qobiliyati engil tartibsizlikka qaraganda yuqori. Shuning uchun remikslash chiziqlilikni yaxshilashga yordam beradi.

Yuqoridagilar MZM ning RC modelida C ni ko'rib chiqishga teng va R ning ta'sirini ham hisobga olish kerak. Quyida CDR3 ning ketma-ket qarshilik bilan o'zgarish egri chizig'i keltirilgan. Ko'rinib turibdiki, seriyali qarshilik qanchalik kichik bo'lsa, CDR3 shunchalik katta bo'ladi.

Va nihoyat, kremniy modulyatorining ta'siri LiNbO3 dan ko'ra yomonroq bo'lishi shart emas. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, CDR3 ningsilikon modulyatorModulyatorning strukturasi va uzunligini oqilona loyihalash orqali to'liq egilish holatida LiNbO3 dan yuqori bo'ladi. Sinov shartlari barqarorligicha qolmoqda.

Xulosa qilib aytganda, silikon yorug'lik modulyatorining strukturaviy dizayni faqat yumshatilishi mumkin, davolanmaydi va uni FMCW tizimida ishlatish mumkinmi yoki yo'qligini eksperimental tekshirish kerak, agar u haqiqatan ham bo'lishi mumkin bo'lsa, u afzalliklarga ega bo'lgan qabul qiluvchi integratsiyaga erishishi mumkin. keng ko'lamli xarajatlarni kamaytirish uchun.


Xabar vaqti: 2024-yil 18-mart