Silīcija optiskais modulators FMCW

Silīcija optiskais modulatorsFMCW

Kā mēs visi zinām, viens no svarīgākajiem FMCW bāzes Lidar sistēmu komponentiem ir augstas linearitātes modulators. Tās darbības princips ir parādīts attēlā: LietošanaDP-IQ modulatorspamatāvienas sānjoslas modulācija (SSB), augšējā un apakšējāMZMdarbs nulles punktā, uz ceļa un uz leju wc+wm un WC-WM sānu joslā, wm ir modulācijas frekvence, bet tajā pašā laikā apakšējais kanāls ievieš 90 grādu fāzes starpību un visbeidzot WC-WM gaismu tiek atcelts, tikai wc+wm frekvences maiņas termiņš. Attēlā b LR zils ir lokālais FM čirkstēšanas signāls, RX oranžais ir atstarots signāls, un Doplera efekta dēļ galīgais sitiena signāls rada f1 un f2.

Attālums un ātrums ir:

Šis ir Šanhajas Dzjaotongas universitātes 2021. gadā publicētais raksts parSSBģeneratori, kas īsteno FMCW, pamatojoties uzsilīcija gaismas modulatori.

MZM veiktspēja ir parādīta šādi: Augšējo un apakšējo roku modulatoru veiktspējas atšķirība ir salīdzinoši liela. Nesēja sānjoslas noraidīšanas koeficients atšķiras ar frekvences modulācijas ātrumu, un efekts pasliktināsies, palielinoties frekvencei.

Nākamajā attēlā Lidar sistēmas testa rezultāti parāda, ka a/b ir sitiena signāls vienā un tajā pašā ātrumā un dažādos attālumos, un c/d ir sitiena signāls vienā un tajā pašā attālumā un dažādos ātrumos. Testa rezultāti sasniedza 15 mm un 0,775 m/s.

Šeit ir tikai silīcija pielietojumsoptiskais modulatorspar FMCW tiek apspriests. Patiesībā silīcija optiskā modulatora efekts nav tik labs kā tamLiNO3 modulators, galvenokārt tāpēc, ka silīcija optiskajā modulatorā fāzes maiņas / absorbcijas koeficients / savienojuma kapacitāte ir nelineāra ar sprieguma izmaiņām, kā parādīts attēlā zemāk:

tas ir,

Izejas jaudas attiecībamodulatorssistēma ir šāda
Rezultāts ir augsta līmeņa detunings:

Tie izraisīs sitienu frekvences signāla paplašināšanos un signāla un trokšņa attiecības samazināšanos. Tātad, kāds ir veids, kā uzlabot silīcija gaismas modulatora linearitāti? Šeit mēs apspriežam tikai pašas ierīces īpašības, nevis apspriežam kompensācijas shēmu, izmantojot citas palīgstruktūras.
Viens no iemesliem modulācijas fāzes nelinearitātei ar spriegumu ir tas, ka gaismas lauks viļņvadā atrodas atšķirīgā smago un vieglo parametru sadalījumā un fāzes maiņas ātrums atšķiras, mainoties spriegumam. Kā parādīts nākamajā attēlā. Izsmelšanas apgabals ar smagiem traucējumiem mainās mazāk nekā ar viegliem traucējumiem.

Nākamajā attēlā parādītas trešās kārtas intermodulācijas kropļojumu TID un otrās kārtas harmonisko kropļojumu SHD izmaiņu līknes ar jucekli koncentrāciju, tas ir, modulācijas frekvenci. Var redzēt, ka detuninga slāpēšanas spēja smago jucekli gadījumā ir augstāka nekā viegla nekārtības gadījumā. Tāpēc remiksēšana palīdz uzlabot linearitāti.

Iepriekš minētais ir līdzvērtīgs C izskatīšanai MZM RC modelī, un jāņem vērā arī R ietekme. Tālāk ir parādīta CDR3 izmaiņu līkne ar sērijas pretestību. Var redzēt, ka jo mazāka ir sērijas pretestība, jo lielāks ir CDR3.

Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, silīcija modulatora efekts ne vienmēr ir sliktāks nekā LiNbO3. Kā parādīts attēlā zemāk, CDR3 nosilīcija modulatorsbūs augstāks nekā LiNbO3 pilnīgas novirzes gadījumā, pateicoties modulatora struktūras un garuma saprātīgai konstrukcijai. Pārbaudes apstākļi paliek nemainīgi.

Rezumējot, silīcija gaismas modulatora strukturālo dizainu var tikai mazināt, nevis izārstēt, un, vai to patiešām var izmantot FMCW sistēmā, ir nepieciešama eksperimentāla pārbaude, ja tā patiešām var būt, tad ar to var panākt raiduztvērēja integrāciju, kam ir priekšrocības. liela mēroga izmaksu samazināšanai.