Микротолкундуу optoelctronics, анткени аты айткандай, микротолкундун кесилишиoptoelctronics. Микротолкундар жана жарык толкундары электромагниттик толкундар жана жыштыктар ар кандай мааниге ээ болгон көптөгөн буйруктар, жана алардын компоненттери жана тиешелүү тармактарда иштелип чыккан компоненттер жана технологиялары такыр башкача. Айкалыштырып, биз бири-бирибизди колдоно алабыз, бирок биз тиешелүүлүгүнө жараша жаңы тиркемелерди жана мүнөздөмөлөрдү ала алабыз.
Оптикалык байланышмикротолкундардын айкалышынын жана фотоэлектрондордун айкалышынын мисалы. Эрте телефон жана телеграф менен зымсыз байланыш, сигналдарды муунтуу, жайылтуу жана кабыл алуу, микротолкундуу шаймандар. Төмөн жыштык электромагниттик толкундар башында колдонулат, анткени жыштык чөйрөсү чакан жана өткөрүү үчүн канал кубаттуулугу аз. Чечим - берилүүчү сигналдын жыштыгын жогорулатуу, спектрдик ресурстардын жыштыгы жогору болот. Бирок абанын пропагандасынын жоготуусунда жогорку жыштык сигналы чоң, бирок тоскоолдуктар менен тосулуп калуу оңой. Эгерде кабель колдонулса, кабелдин жоголушу чоң, ал эми алыскы аралык көйгөй болуп саналат. Оптикалык була байланыштын пайда болушу бул көйгөйлөрдү жакшы чечүү.Оптикалык булаТранспорттук жоготуу өтө төмөн жана узак аралыкта сигналдарды берүү үчүн мыкты ташуучу болуп саналат. Жарык толкундарынын жыштык чөйрөсү микротолкундан чоңураак жана бир эле учурда ар кандай каналдарды өткөрүп бере алат. Ушундан улам бул артыкчылыктароптикалык берүү, Оптикалык була байланышы бүгүнкү маалыматтык жолдоштуктун негиздөөчү болуп калды.
Оптикалык байланыш узак тарыхка ээ, изилдөө жана өтүнмө абдан кеңири жана жетилген, бул жерде дагы айтууга болбойт. Бул кагаз, негизинен, оптикалык байланыштан башка акыркы жылдардагы микротолкундуу optoelcronicsтин жаңы илимий мазмунун сунуштайт. Микротолкундуу оптээлектрондор, негизинен, салттуу микротолкундуу электрондук компоненттер менен жетишүү кыйынга турган иш-аракеттерди өркүндөтүү жана жетишүү кыйынга турган ыкмалар жана технологияларды колдонот. Өтүнмөнүн перспективдүү жагынан, ал негизинен төмөнкү үч аспектин камтыйт.
Биринчиси - бул ызы-чуу, аз-ызы-чуу микротолкундуу сигналдарды түзүү, X-топтун тобу менен X-топтун үстүнөн баруу.
Экинчиден, микротолкундуу сигнал иштетүү. Анын ичинде кечиктирүү, чыпкалоо, жыштыкты конвертациялоо, алуу жана башкалар.
Үчүнчүсү, аналогдук сигналдар.
Бул макалада автор биринчи бөлүктү, микротолкундуу сигналдын мууну сунуштайт. Салттуу микротолкундуу миллиметр толкунун негизинен III_V микроэлектроникалык компоненттер тарабынан түзүлөт. Анын чектөөлөрү төмөнкү чекиттерге ээ: адегенде жогорудагыдай эле, жогорку жыштыктарга ээ, мисалы, салттуу микроэлектроника аз жана аз жана аз күч-кубат алышы мүмкүн, ал эми жогорку жыштык сигналынын сигналына чейин, эч нерсе кыла албайт. Экинчиден, фазанын ызы-чууну азайтуу жана жыштык туруктуулугун жогорулатуу үчүн, түпнуска түзмөк температура чөйрөсүнө өтө төмөн деп айтуу керек. Үчүнчүсү, жыштык моделяциясынын жыштыгын айландыруу үчүн кеңири спектрин жүргүзүү кыйынга турат. Бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн, optoelectronic технологиясы ролду ойной алат. Төмөндө негизги ыкмалар сүрөттөлгөн.
1. 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, микротирование сигналдарды өзгөртүү үчүн, эки башка жыштык лазердик сигналдардын айырмачылыгы аркылуу микротолкундуу сигналдарды конвертациялоо үчүн жогорку жыштыктагы фотор.
1-сүрөт. Эки микротолкундардын схема диаграммасыЛасерлер.
Бул ыкманын артыкчылыктары - жөнөкөй түзүлүш - бул өтө жогорку жыштык Милиметрдин толкунун, ал тургай жыштык сигналын түзүп, лазердин жыштыгын жөндөө менен тез жыштыкты, шыпыруу жыштыгынын көп диаграммасын жүргүзө алат. Кемчилиги - бул байланышпаган эки лазер сигналдарынын сигналынын сигналынын сигналынын сигналынын сигналынын сигналы салыштырмалуу чоң, айрыкча, жыштык туруктуулук деңгээли жогору эмес, бирок эгерде чакан түтүкчөлөргө ээ болсо, бирок чоң линиялыктар (~ mhz) колдонулат. Эгерде системанын салмак талаптары жогору болбосо, анда сиз төмөн ызы-чуу (~ khz) катуу штатчылардын лазерлерин колдонсоңуз болот,була лазерлер, тышкы көңдөйЖарым өткөргүч лазерлерОшондой эле, бир эле лазердик сигналдардын эки ар кандай режимдери, ошондой эле микротолкундуу жыштыктын туруктуулугунун туруктуулугунун жетишкендиктери чоң өзгөрүүлөрдү жасоо үчүн колдонсо болот.
2. Мурунку ыкмада эки лезер белгисиз болуп, сигнал берүүчү фазаптын ызы-чуусу өтө чоң экендиги үчүн, эки лезердин ортосундагы ырааттуулук жыштыгын жыпар жыттуу фазаны бекитүү ыкмасы же терс пикирди бекитүү 2-сүрөттө микротолкундуу мушташууну түзүү үчүн сайма бекитүүнү бекитүү (2-сүрөт). Түздөн-түз сайма сигналдардын сигналдары сигналдагы сигналдарды сигналдандыруучу сигналдардын сигналдары менен же Линбо3-фазалык Модуляторду колдонуу менен, бирдей жыштыктагы ар кандай жыштыктагы бир нече оптикалык сигналдар түзүлөт, же оптикалык жыштыктагы оф. Албетте, кеңири спектрдин оптикалык жыштыгын алуу үчүн көбүнчө колдонулган ыкма режимди бекитүү үчүн лазер колдонот. Өндүрүлгөн оптикалык жыштык тармагындагы ар кандай эки уя сигналдары чыпкалоо менен тандалып алынып, лазерге 1 жана 2ге жыштыкты жана фазаны бекитүү үчүн тандалып алынат. Оптикалык жыштыктын ар кандай сигналдарынын сигналдарынын ортосундагы фаза салыштырмалуу туруктуу болгондуктан, эки лезердин салыштырмалуу фазасы туруктуу, андан кийин сүрөттөлгөндөй, спектакль жыштык ыкмасы менен оптикалык жыштык тармагынын кайталануучу сигналы алынышы мүмкүн.
2-сүрөт. Инъекциялык жыштык менен өндүрүлгөн микротолкундуу жыштык сигналынын схемасы схема диаграммасы.
Эки лагерьдин салыштырмалуу фазанын ызы-чуусун кыскартуунун дагы бир жолу - 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, терс пикирлерди оптикалык PLL колдонуу.
3-сүрөт. OPLдин схемалык диаграммасы.
Оптикалык PLL принциби электроника жаатындагы PLL үчүн окшош. Эки лездин фазалык айырмасы фунетчик тарабынан электрдик сигналга айланат (фазалык детектордун айырмасы), андан кийин эки лезердин ортосундагы фазалык микротолкундуу жана лазерлердин биринин жыштыгын контролдоо бөлүмүнө (келиндер үчүн азыктанат », ал эми лазерлердин биринин жыштыгына кайтаруу менен, андан соң, бул лазерлер үчүн азыктанат (бул ийне сайуу үчүн). Ушундай терс пикирлерди көзөмөлдөө цикли аркылуу, эки лазердик сигналдардын ортосундагы салыштырмалуу жыштык фазасы маалымдама сигналына бекитилген. Биргелешкен оптикалык сигнал башка жерде фотодецтектин оптикалык жипчелери аркылуу өткөрүлүп, микротолкундуу сигналга айландырылат. Микротолкундуу сигналдын натыйжасында фазадагы сигналдын ызы-чуусу, фазалуу терс пикирлештирилген циклдин өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн ичиндеги маалымдама сигналынын сигналынын сигналынын сигналы менен бирдей. Өткөрүүчүлөрдүн сыртындагы фазанын ызы-чуусу баштапкы эки таяныч лигердин салыштырмалуу фазасына барабар.
Мындан тышкары, сигнализациянын сигналынын булагы сигнал булактары, бөлүнүүчүлүк жыштыгы, башка жыштык микротирование сигналынын сигналынын сигналынын сигналынын сигналын башка сигнал булактары менен айландырса болот, же жогорку жыштык RF, THZ сигналдарына айландырылышы керек.
Инъекциялардын жыштыгына салыштырмалуу жыштыкты эки эселенген, фазадагы кулпуланган илмектер көбүрөөк ийкемдүү болуп, дээрлик өзүм билемдик менен, албетте, албетте, татаалдаштырса болот. Мисалы, 2-сүрөттөгү фотоэлектрдик модулятордун түзүлгөн оптикалык жыштыгы, оптикалык-фазилдин кулпуланган цикли 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, эки лейпердин сигналдарын тандап, эки пункттун жыштыгы аркылуу жогорку жыштыктардан келип чыгат жана эки баскычтын маалымдама жыштыктары, тиешелүүлүгүнө жараша, микротолкундуу сигнал n * frep + F1 + F2дин айырмасы менен эки лезердин ортосундагы айырмачылык менен түзүлөт.
4-сүрөт. Оптикалык жыштык комбс жана баракчаларды колдонуп, өзүм билемдик жыштыгын алып келүүнүн схема жыштыгын алып келүү диаграммасы.
3. Оптикалык импульс сигналын микротолкундуу сигналга айландырууPhotodetetect.
Бул ыкманын негизги артыкчылыгы - бул абдан жыштык туруктуулугу жана эң аз фазанын ызы-чуусу бар. Лазердиктин өтө туруктуу атомдук жана молекулярдык сейрек кездешүүчү жыштыктын жыштыгынын жыштыгын бекитүү менен, биз ультра-төмөн баскычтар менен микротолкундуу сигналын алуу үчүн, өтө туруктуу кайталануучу жыштык менен, өтө туруктуу оптикалык жыштык менен сигнал бере алабыз, ошондуктан биз ультра-аз фазалуу ызы-чуу менен микротолкундуу сигналга ээ болуңуз. 5-сүрөт.
5-сүрөт. Ар кандай сигнал булактарынын салыштырмалуу баскычтарын салыштыруу.
Бирок, тамырдын кайталоолорунун деңгээли лазердин көңдөйүнүн узундугуна тескери пропорционалдуу, ал эми салттуу режимге кулпуланган лазер чоң, бул жыштык микротолкундуу сигналдарды түздөн-түз алуу кыйынга турат. Мындан тышкары, салттуу импульстун көлөмүн, салмагы жана энергиясын керектөө, ошондой эле айлана-чөйрөнүн катаал талаптары, негизинен лабораториялык колдонмолорду чектейт. Бул кыйынчылыктарды жеңүү үчүн, жыл сайын изилдөө жана Германияда, жыштыктын сигнал режиминдеги оптикалык усталык офтикаторлорду түзүү үчүн АКШда жана Германияда изилдөө жүргүзүлүп келген.
4. Opto Электрондук осциллатор, 6-сүрөт.
6-сүрөт. Фотоэлектрдик oscillator схема диаграммасы.
Микройной берүүнүн салттуу ыкмаларынын бири - бул өзүн-өзү кайтаруу менен жабык циклди колдонуу, жабык циклдин жоготуулары жоголуп кеткенден көрө, өзүн-өзү толкунданган термелме, микротолкундарды же лазерлерди өндүрө алат. Жабык циклдин сапатынын канчалык жогору экендигин, азыркы сигнал фазасы же жыштык ызы-чуусу жогору. Циклдин сапатын жогорулатуу үчүн, түздөн-түз жол - циклдин узундугун жогорулатуу жана жайылтууну азайтуу. Бирок, адатта, бир нече укурук бир нече режимдердин муундарын алууну колдой алат, эгерде тар өткөрүмдүү өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн чыпкасы кошулган болсо, бир жыштык микротолкундуу микротолкундуу сигналга ээ болсо, бир жыштык азай Сүрөттөрдүн фотойлектрондук oscillator бул идеяга негизделген микротолкундуу булак болуп саналат, бул жипчелердин азайып кетишин жоготуу булчу жипчесин колдонуу үчүн, цикл Q маанисин жакшыртуу үчүн, фазалуу ызы-чуу менен микротолкундуу сигнал чыгара алат. 1990-жылдары ыкма сунуш кылынгандан бери, оскиллатордун бул түрү кеңири изилдөө жана олуттуу өнүгүү болгон жана учурда коммерциялык фотоэлектрдик желдетилген осциллаторлор бар. Жакында, жыштыктарынын кеңири чөйрөсүндө тууралана турган фотоэлектрдик осциллаторлор иштелип чыгышкан. Бул архитектуранын микротолкундуу сигнал булактарынын негизги көйгөйү, бул цикл узак убакытка созулуп, анын эркин агымында (FSR) ызы-чуу жана анын кош жыштыгы бир кыйла көбөйөт. Мындан тышкары, колдонулган фотоэлектрдик компоненттер көп болгондуктан, наркы жогору болгондуктан, көлөмү азайтуу кыйын, ал эми узак була экологиялык бузулууга көбүрөөк маани берет.
Жогоруда айтылган микротолкундуу сигналдар, ошондой эле алардын артыкчылыктары жана кемчиликтери бар фотолкунттун сигналдарынын бир нече ыкмаларын кыскача тааныштырат. Акырында, микротолкундарды чыгаруу үчүн фотоэлектронду колдонуу, оптикалык сигнал ар бир колдонуу терминалына өтө төмөн жоготуу, ар бир аралыкта жайгашкан оптикалык сигналдар аркылуу бөлүштүрүлүшү мүмкүн, андан кийин микротолкундуу сигналдарга өтөт жана салттуу электрондук компоненттерге караганда бир кыйла жакшырат.
Бул макаланын жазуусу негизинен маалымдама жана автордун илимий тажрыйбасы жана ушул тармактагы тажрыйбасы менен айкалышкан, так эмес жана актуалдуулук бар, сураныч, түшүнүп алыңыз.
Пост убактысы: январь-03-2024