Modulator optik silikon pikeun FMCW

Modulator optik silikonpikeun FMCW

Sakumaha urang terang, salah sahiji komponén anu paling penting dina sistem Lidar basis FMCW nyaéta modulator linieritas anu luhur. Prinsip gawé na ditémbongkeun dina gambar di handap ieu: NgagunakeunDP-IQ modulatordumasarmodulasi pita sisi tunggal (SSB), luhur jeung handapMZMdianggo dina titik null, di jalan jeung ka handap pita sisi wc + wm na WC-WM, wm nyaéta frékuénsi modulasi, tapi dina waktos anu sareng saluran handap ngenalkeun 90 bédana fase derajat, sarta tungtungna lampu WC-WM. dibolaykeun, ngan istilah shift frékuénsi wc + wm. Dina Gambar b, LR biru mangrupikeun sinyal kicauan FM lokal, RX oranyeu mangrupikeun sinyal anu dipantulkeun, sareng kusabab pangaruh Doppler, sinyal ketukan ahir ngahasilkeun f1 sareng f2.

Jarak sareng laju nyaéta:

Di handap ieu artikel diterbitkeun ku Shanghai Jiaotong University di 2021, ngeunaanSSBgenerator nu ngalaksanakeun FMCW dumasar kanamodulators lampu silikon.

Kinerja MZM ditémbongkeun saperti kieu: Beda kinerja modulators panangan luhur jeung handap relatif badag. Babandingan panolakan sideband pamawa béda sareng laju modulasi frékuénsi, sareng pangaruhna bakal langkung parah nalika frekuensi naék.

Dina gambar di handap ieu, hasil uji sistem Lidar nunjukkeun yén a / b nyaéta sinyal ketukan dina laju anu sami sareng dina jarak anu béda, sareng c / d nyaéta sinyal ketukan dina jarak anu sami sareng dina laju anu béda. Hasil tés ngahontal 15mm sareng 0.775m / s.

Di dieu, ngan aplikasi silikonmodulator optikpikeun FMCW dibahas. Kanyataanana, pangaruh modulator optik silikon henteu saé sapertosLiNO3 modulator, Utamana kusabab dina modulator optik silikon, parobahan fase / koefisien nyerep / kapasitansi simpang henteu linier sareng parobahan tegangan, sapertos anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu:

nyaeta,

Hubungan kakuatan kaluaran tinamodulatorsistem nyaéta kieu
Hasilna nyaéta detuning urutan tinggi:

Ieu bakal nyababkeun ngalegaan sinyal frékuénsi ketukan sareng turunna rasio sinyal-ka-noise. Janten naon cara pikeun ningkatkeun linearitas modulator lampu silikon? Di dieu urang ngan ngabahas ciri tina alat sorangan, sarta ulah ngabahas skéma santunan ngagunakeun struktur bantu lianna.
Salah sahiji alesan pikeun non-linearitas fase modulasi kalayan tegangan nyaéta yén médan cahaya dina pandu gelombang aya dina distribusi parameter beurat sareng lampu anu béda sareng laju parobihan fase béda sareng parobahan tegangan. Ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu. Wewengkon deplesi kalayan gangguan beurat robah kirang ti éta kalayan gangguan lampu.

Gambar di handap ieu nunjukkeun kurva parobahan tina TID distorsi intermodulasi orde katilu sareng distorsi harmonik orde kadua SHD kalayan konsentrasi clutter, nyaéta frékuénsi modulasi. Ieu bisa ditempo yén kamampuhan suprési detuning pikeun clutter beurat leuwih luhur ti éta pikeun clutter lampu. Ku alatan éta, remixing mantuan pikeun ngaronjatkeun linearity.

Di luhur sarua jeung mertimbangkeun C dina modél RC of MZM, sarta pangaruh Sunda ogé kudu dianggap. Di handap ieu kurva robah CDR3 kalawan résistansi runtuyan. Ieu bisa ditempo yén leutik résistansi runtuyan, nu CDR3 badag.

Panungtungan tapi teu saeutik, pangaruh modulator silikon teu merta goréng dibandingkeun LiNbO3. Ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu, CDR3 tinasilikon modulatorbakal leuwih luhur batan LiNbO3 dina kasus bias pinuh ngaliwatan desain lumrah tina struktur jeung panjang modulator nu. Kaayaan tés tetep konsisten.

Dina kasimpulan, desain struktural tina modulator lampu silikon ngan bisa mitigated, teu kapok, sarta naha bener bisa dipaké dina sistem FMCW perlu verifikasi eksperimen, lamun bisa bener, mangka bisa ngahontal integrasi transceiver, nu boga kaunggulan. pikeun ngurangan ongkos badag skala.