المغير البصري للسيليكون لـ FMCW

السيليكون البصري المغيرل FMCW

كما نعلم جميعًا ، فإن أحد أهم المكونات في أنظمة LIDAR المستندة إلى FMCW هو المغير الخطي العالي. يظهر مبدأ العمل في الشكل التالي: استخدامDP-IQ Modulatorقائم علىتعديل النطاق الجانبي الفردي (SSB)، الجزء العلوي والسفليMZMالعمل في Null Point ، على الطريق وأسفل النطاق الجانبي من WC+WM و WC-WM ، WM هو تردد التعديل ، ولكن في الوقت نفسه ، تقدم القناة السفلية فرق طور 90 درجة ، وأخيراً تم إلغاء ضوء WC-WM ، فقط مصطلح تحول التردد لـ WC+WM. في الشكل B ، LR Blue هو إشارة غرد FM المحلية ، RX Orange هي الإشارة المنعكسة ، وبسبب تأثير دوبلر ، تنتج إشارة الإيقاع النهائية F1 و F2.

المسافة والسرعة هي:

فيما يلي مقال نشرته جامعة شنغهاي جياوتونج في عام 2021 ، حولSSBالمولدات التي تنفذ FMCW على أساسمعدلات ضوء السيليكون.

يظهر أداء MZM على النحو التالي: اختلاف الأداء لمحوقي الذراع العلوي والسفلي كبير نسبيًا. تختلف نسبة رفض النطاق الجانبي للناقل مع معدل تعديل التردد ، وسيصبح التأثير أسوأ مع زيادة التردد.

في الشكل التالي ، تُظهر نتائج اختبار نظام LIDAR أن A/B هي إشارة الإيقاع بنفس السرعة وعلى مسافات مختلفة ، و C/D هي إشارة الإيقاع في نفس المسافة وبسرعة مختلفة. وصلت نتائج الاختبار إلى 15 مم و 0.775 متر /ثانية.

هنا ، فقط تطبيق السيليكونالمغير البصريتمت مناقشة FMCW. في الواقع ، فإن تأثير المغير البصري للسيليكون ليس جيدًا مثل تأثيرLino3 Modulator، ويرجع ذلك أساسا إلى المغير البصري للسيليكون ، معامل تغيير الطور/امتصاص/سعة الوصلات غير خطية مع تغيير الجهد ، كما هو موضح في الشكل أدناه:

إنه،

علاقة طاقة الإخراج منالمغيرالنظام كما يلي
والنتيجة هي ترتيب عالي الانفصال:

سيؤدي ذلك إلى توسيع إشارة تردد الفوز وانخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء. إذن ما هي الطريقة لتحسين خطية مُشور ضوء السيليكون؟ هنا نناقش فقط خصائص الجهاز نفسه ، ولا نناقش مخطط التعويض باستخدام الهياكل المساعدة الأخرى.
أحد أسباب عدم الخطية في مرحلة التعديل مع الجهد هو أن حقل الضوء في الدليل الموجي في توزيع مختلف للمعلمات الثقيلة والضوء ومعدل تغيير الطور يختلف مع تغيير الجهد. كما هو موضح في الصورة التالية. تتغير منطقة الاستنزاف ذات التداخل الثقيل أقل من ذلك مع التداخل الخفيف.

يوضح الشكل التالي منحنيات التغيير للتشويه بين التشويه بين الترتيب الثالث والتشويه التوافقي من الدرجة الثانية مع تركيز الفوضى ، أي تردد التعديل. يمكن أن نرى أن قدرة قمع الانفصال عن الفوضى الثقيلة أعلى من الفوضى الخفيفة. لذلك ، يساعد إعادة التعديل على تحسين الخطية.

ما سبق يعادل النظر في C في نموذج RC من MZM ، وينبغي أيضًا النظر في تأثير R. فيما يلي منحنى تغيير CDR3 مع مقاومة السلسلة. يمكن أن نرى أنه كلما كانت مقاومة السلسلة الأصغر ، كلما زادت CDR3.

أخيرًا وليس آخرًا ، لا يكون تأثير مُجمع السيليكون أسوأ بالضرورة من تأثير linbo3. كما هو مبين في الشكل أدناه ، CDR3 منالمغير السيليكونسيكون أعلى من LinBO3 في حالة التحيز الكامل من خلال تصميم معقول لهيكل وطول المغير. تظل شروط الاختبار متسقة.

باختصار ، لا يمكن التخفيف من التصميم الهيكلي لمحوّل ضوء السيليكون ، ولا يتم علاجه ، وما إذا كان يمكن استخدامه بالفعل في نظام FMCW يحتاج إلى التحقق التجريبي ، إذا كان يمكن أن يكون حقًا ، فيمكنه تحقيق تكامل جهاز الإرسال والاستقبال ، الذي له مزايا للحد من التكلفة على نطاق واسع.