Modulator optik silikon untuk FMCW

Modulator optik silikonuntuk FMCW

Seperti yang kita ketahui, salah satu komponen yang paling penting dalam sistem lidar berasaskan FMCW adalah modulator linearity yang tinggi. Prinsip kerjanya ditunjukkan dalam angka berikut: MenggunakanModulator DP-IQberdasarkanModulasi Sideband Single (SSB), bahagian atas dan bawahMzmBekerja di Null Point, di jalan dan ke bawah jalur sisi WC+WM dan WC-WM, WM adalah kekerapan modulasi, tetapi pada masa yang sama saluran yang lebih rendah memperkenalkan perbezaan fasa 90 darjah, dan akhirnya cahaya WC-WM dibatalkan, hanya istilah peralihan kekerapan WC+WM. Dalam Rajah B, LR biru adalah isyarat kicauan FM tempatan, Rx Orange adalah isyarat yang dicerminkan, dan disebabkan oleh kesan Doppler, isyarat pemukul akhir menghasilkan F1 dan F2.

Jarak dan kelajuan adalah:

Berikut adalah artikel yang diterbitkan oleh Universiti Shanghai Jiaoto pada tahun 2021, mengenaiSSBpenjana yang melaksanakan FMCW berdasarkanmodulator cahaya silikon.

Prestasi MZM ditunjukkan seperti berikut: Perbezaan prestasi modulator lengan atas dan bawah agak besar. Nisbah penolakan sideband pembawa adalah berbeza dengan kadar modulasi kekerapan, dan kesannya akan menjadi lebih buruk apabila kekerapan meningkat.

Dalam angka berikut, keputusan ujian sistem lidar menunjukkan bahawa A/B adalah isyarat pukulan pada kelajuan yang sama dan pada jarak yang berbeza, dan C/D adalah isyarat pukulan pada jarak yang sama dan pada kelajuan yang berbeza. Hasil ujian mencapai 15mm dan 0.775m /s.

Di sini, hanya permohonan silikonmodulator optikUntuk FMCW dibincangkan. Pada hakikatnya, kesan modulator optik silikon tidak begitu baikModulator LINO3, terutamanya kerana dalam modulator optik silikon, pekali perubahan fasa/penyerapan pekali/persimpangan adalah tidak linear dengan perubahan voltan, seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah:

Itu,

Hubungan kuasa output darimodulatorsistem adalah seperti berikut
Hasilnya adalah perintah yang tinggi:

Ini akan menyebabkan peluasan isyarat frekuensi pukulan dan penurunan nisbah isyarat-ke-bunyi. Jadi apakah cara untuk memperbaiki linearity modulator cahaya silikon? Di sini kita hanya membincangkan ciri -ciri peranti itu sendiri, dan tidak membincangkan skim pampasan menggunakan struktur tambahan lain.
Salah satu sebab untuk fasa modulasi yang tidak linear dengan voltan adalah bahawa medan cahaya dalam gelombang adalah dalam pengedaran parameter berat dan cahaya yang berlainan dan kadar perubahan fasa berbeza dengan perubahan voltan. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut. Rantau penurunan dengan gangguan berat berubah kurang daripada itu dengan gangguan cahaya.

Angka berikut menunjukkan lengkung perubahan TID distorsi intermodulasi pesanan ketiga dan penyimpangan harmonik pesanan kedua SHD dengan kepekatan kekacauan, iaitu, kekerapan modulasi. Ia dapat dilihat bahawa keupayaan penindasan detuning untuk kekacauan berat adalah lebih tinggi daripada itu untuk kekacauan cahaya. Oleh itu, remixing membantu meningkatkan linearity.

Di atas bersamaan dengan mempertimbangkan C dalam model RC MZM, dan pengaruh R juga perlu dipertimbangkan. Berikut adalah lengkung perubahan CDR3 dengan rintangan siri. Ia dapat dilihat bahawa rintangan siri yang lebih kecil, semakin besar CDR3.

Akhir sekali, kesan modulator silikon tidak semestinya lebih buruk daripada Linbo3. Seperti yang ditunjukkan dalam angka di bawah, CDR3 darimodulator silikonakan lebih tinggi daripada Linbo3 dalam kes bias penuh melalui reka bentuk yang munasabah struktur dan panjang modulator. Keadaan ujian tetap konsisten.

Ringkasnya, reka bentuk struktur modulator cahaya silikon hanya boleh dikurangkan, tidak sembuh, dan sama ada ia benar-benar boleh digunakan dalam sistem FMCW memerlukan pengesahan eksperimen, jika ia boleh benar-benar, maka ia dapat mencapai integrasi transceiver, yang mempunyai kelebihan untuk pengurangan kos berskala besar.