Кремний оптикалык модуляторуFMCW үчүн
Баарыбызга белгилүү болгондой, FMCW негизиндеги Lidar системаларынын эң маанилүү компоненттеринин бири - жогорку сызыктуу модулятор. Анын иштөө принциби төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн: КолдонууDP-IQ модуляторунегизделгенбир тараптуу модуляция (SSB), жогорку жана төмөнкүMZMнөлдүк чекитте, жолдо жана wc+wm жана WC-WM каптал тилкесинде иштегенде, wm модуляция жыштыгы болуп саналат, бирок ошол эле учурда төмөнкү канал 90 градус фаза айырмасын киргизет жана акырында WC-WM жарыгы жокко чыгарылат, wc+wm жыштыгынын жылыш мүчөсү гана калат. b сүрөттө LR көк түсү жергиликтүү FM чырылдаган сигналы, RX кызгылт сары түсү чагылган сигнал, ал эми Допплер эффектинен улам, акыркы сокку сигналы f1 жана f2 пайда кылат.
Аралык жана ылдамдык төмөнкүлөр:
Төмөндө Шанхай Цзяотун университети тарабынан 2021-жылы жарыяланган макала келтирилген, ал жөнүндөSSBнегизинде FMCWди ишке ашырган генераторлоркремний жарык модуляторлору.
MZMдин иштеши төмөнкүдөй көрсөтүлгөн: Жогорку жана төмөнкү кол модуляторлорунун иштешиндеги айырмачылык салыштырмалуу чоң. Ташуучунун каптал тилкесинин четке кагуу катышы жыштык модуляциясынын ылдамдыгы менен айырмаланат жана жыштык жогорулаган сайын таасири күчөйт.
Төмөнкү сүрөттө Lidar системасынын сыноо жыйынтыктары a/b бирдей ылдамдыкта жана ар кандай аралыкта сокку сигналы, ал эми c/d бирдей аралыкта жана ар кандай ылдамдыкта сокку сигналы экенин көрсөтүп турат. Сыноо жыйынтыктары 15 мм жана 0,775 м/с жеткен.
Бул жерде кремнийди колдонуу ганаоптикалык модуляторFMCW үчүн талкууланат. Чындыгында, кремний оптикалык модуляторунун таасири ... сыяктуу жакшы эмес.LiNO3 модулятору, негизинен, кремний оптикалык модуляторунда фазанын өзгөрүшү/жутуу коэффициенти/түйүндүн сыйымдуулугу чыңалуунун өзгөрүшү менен сызыктуу эмес болгондуктан, төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй:
Ушул,
Чыгаруу кубаттуулугунун байланышымодуляторсистема төмөнкүдөй
Натыйжада жогорку деңгээлдеги детектордук тазалоо жүргүзүлөт:
Булар сокку жыштыгынын сигналынын кеңейишине жана сигналдын ызы-чууга катышынын төмөндөшүнө алып келет. Ошентип, кремний жарык модуляторунун сызыктуулугун кантип жакшыртууга болот? Бул жерде биз түзмөктүн өзүнүн мүнөздөмөлөрүн гана талкуулайбыз жана башка көмөкчү структураларды колдонуу менен компенсациялоо схемасын талкуулабайбыз.
Чыңалуу менен модуляция фазасынын сызыктуу эместигинин бир себеби, толкун өткөргүчтөгү жарык талаасы оор жана жеңил параметрлердин ар кандай бөлүштүрүлүшүндө жана фазанын өзгөрүү ылдамдыгы чыңалуунун өзгөрүшү менен ар кандай болот. Төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөндөй. Оор интерференция менен соолуп калуу аймагы жарык интерференциясына караганда азыраак өзгөрөт.
Төмөнкү сүрөттө үчүнчү тартиптеги интермодуляциялык бурмалоо TID жана экинчи тартиптеги гармоникалык бурмалоо SHDнин башаламандыктын концентрациясы, башкача айтканда, модуляция жыштыгы менен өзгөрүү ийри сызыктары көрсөтүлгөн. Оор башаламандык үчүн детектордун басуу жөндөмү жеңил башаламандыкка караганда жогору экенин көрүүгө болот. Ошондуктан, ремикс сызыктуулукту жакшыртууга жардам берет.
Жогорудагылар MZMдин RC моделинде Cди карап чыгууга барабар жана Rдин таасирин да эске алуу керек. Төмөндө CDR3түн удаалаш каршылык менен өзгөрүү ийри сызыгы келтирилген. Удаалаш каршылык канчалык кичине болсо, CDR3 ошончолук чоң болорун көрүүгө болот.
Акырында, бирок андан кем эмес маанилүүсү, кремний модуляторунун таасири сөзсүз түрдө LiNbO3 модуляторунан жаман эмес. Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, CDR3кремний модуляторуМодулятордун түзүлүшүн жана узундугун акылга сыярлык долбоорлоо аркылуу толук жылышуу учурунда LiNbO3кө караганда жогору болот. Сыноо шарттары туруктуу бойдон калууда.
Кыскасы, кремний жарык модуляторунун структуралык дизайны айыктырылбайт, бирок жумшартылышы мүмкүн жана аны FMCW системасында чындап колдонсо болобу же жокпу, эксперименталдык текшерүү керек, эгер чындап колдонсо болот, анда ал кабыл алгыч-трансивердик интеграцияга жетише алат, бул ири масштабдуу чыгымдарды азайтуу үчүн артыкчылыктарга ээ.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 18-марты