Silicia optika modulatoropor FMCW
Kiel ni ĉiuj scias, unu el la plej gravaj komponantoj en FMCW-bazitaj Lidar-sistemoj estas la alt-lineareca modulatoro. Ĝia funkciprincipo estas montrita en la sekva figuro: UzanteDP-IQ-modulatorobazitaunuflanka modulado (SSB), la supra kaj malsupraMZMlaboro ĉe nula punkto, sur la vojo kaj laŭ la flanka bendo de wc+wm kaj WC-WM, wm estas la modulada frekvenco, sed samtempe la pli malalta kanalo enkondukas 90-gradan fazan diferencon, kaj fine la lumo de WC-WM estas nuligita, nur la frekvenca ŝovotermo de wc+wm. En Figuro b, LR blua estas la loka FM-ĉirpa signalo, RX oranĝa estas la reflektita signalo, kaj pro la Doplera efiko, la fina taktosignalo produktas f1 kaj f2.
La distanco kaj rapideco estas:
Jen artikolo publikigita de la Ŝanhaja Jiaotong Universitato en 2021, priSSBgeneratoroj kiuj efektivigas FMCW bazitan sursiliciaj lummodulatoroj.
La funkciado de MZM estas montrita jene: La diferenco en funkciado inter supraj kaj malsupraj brakaj modulatoroj estas relative granda. La flankbenda malakcepto-proporcio de la portanto diferencas laŭ la frekvencmodulada indico, kaj la efiko plimalboniĝos kiam la frekvenco pliiĝas.
En la sekva figuro, la testrezultoj de la Lidar-sistemo montras, ke a/b estas la taktosignalo je la sama rapideco kaj je malsamaj distancoj, kaj c/d estas la taktosignalo je la sama distanco kaj je malsamaj rapidecoj. La testrezultoj atingis 15 mm kaj 0,775 m/s.
Ĉi tie, nur la apliko de siliciooptika modulatoropor FMCW estas diskutita. En realeco, la efiko de silicia optika modulatoro ne estas tiel bona kiel tiu deLiNO3-modulatoro, ĉefe ĉar en silicia optika modulatoro, la fazoŝanĝo/absorba koeficiento/krucvoja kapacitanco estas nelineara kun la tensioŝanĝo, kiel montrite en la suba figuro:
Tio estas,
La rilato de la elira potenco de lamodulatorosistemo estas jena
La rezulto estas alt-orda malagordo:
Ĉi tiuj kaŭzos la plilarĝigon de la batfrekvenca signalo kaj la malpliiĝon de la signalo-bruo-rilatumo. Do, kiel plibonigi la linearecon de la silicia lummodulatoro? Ĉi tie ni nur diskutas la karakterizaĵojn de la aparato mem, kaj ne diskutas la kompensan skemon uzante aliajn helpstrukturojn.
Unu el la kialoj de la nelineareco de modulada fazo kun tensio estas, ke la lumkampo en la ondgvidilo havas malsaman distribuon de pezaj kaj malpezaj parametroj, kaj la fazŝanĝrapideco diferencas kun la ŝanĝo de tensio. Kiel montrite en la sekva bildo. La malpleniĝa regiono kun peza interfero ŝanĝiĝas malpli ol tiu kun luminterfero.
La jena figuro montras la ŝanĝkurbojn de la triaorda intermodula distordo TID kaj la duaorda harmonia distordo SHD kun la koncentriĝo de la kaoso, tio estas, la modula frekvenco. Videblas, ke la subprema kapablo de la malagordo por peza kaoso estas pli alta ol tiu por malpeza kaoso. Tial, remiksado helpas plibonigi linearecon.
La supre menciita egalas al konsidero de C en la RC-modelo de MZM, kaj la influo de R ankaŭ estu konsiderata. Jen la ŝanĝkurbo de CDR3 kun la seria rezisto. Videblas, ke ju pli malgranda la seria rezisto, des pli granda la CDR3.
Fine, sed ne malpli grave, la efiko de la silicia modulatoro ne nepre estas pli malbona ol tiu de LiNbO3. Kiel montrite en la suba figuro, CDR3 de lasilicia modulatoroestos pli alta ol tiu de LiNbO3 en kazo de plena biaso per racia projektado de la strukturo kaj longo de la modulatoro. La testaj kondiĉoj restas konsekvencaj.
Resumante, la struktura dezajno de la silicia lummodulilo povas nur esti mildigita, ne kuracita, kaj ĉu ĝi vere povas esti uzata en la FMCW-sistemo bezonas eksperimentan konfirmon, se vere eblas, tiam ĝi povas atingi sendilricevilan integriĝon, kio havas avantaĝojn por grandskala kostredukto.
Afiŝtempo: 18-a de marto 2024