Silīcija optiskais modulators FMCW

Silīcija optiskais modulatorsFMCW

Kā mēs visi zinām, viens no vissvarīgākajiem komponentiem FMCW bāzes LiDar sistēmās ir augstas linearitātes modulators. Tā darba princips ir parādīts šajā attēlā: izmantojotDP-IQ modulatorsbalstītsvienas sānu joslas modulācija (SSB), augšējā un apakšējāMZMDarbs Null Point, uz ceļa un WC+WM un WC-WM sānu joslas, WM ir modulācijas frekvence, bet tajā pašā laikā zemākais kanāls ievieš 90 grādu fāzes starpību, un, visbeidzot, WC-WM gaisma gaisma tiek atcelts, tikai WC+Wm frekvences maiņas termiņš. B attēlā LR Blue ir vietējais FM čirkstēšanas signāls, Rx Orange ir atstarots signāls, un Doplera efekta dēļ galīgais ritma signāls rada F1 un F2.

Attālums un ātrums ir:

Šis ir raksts, kuru 2021. gadā publicēja Šanhajas Jiaotongas universitāteSSBĢeneratori, kas īsteno FMCW, pamatojoties uzsilīcija gaismas modulatori.

MZM veiktspēja ir parādīta šādi: augšējās un apakšējās rokas modulatoru veiktspējas starpība ir salīdzinoši liela. Pārvadātāja sānu joslas noraidīšanas attiecība ir atšķirīga ar frekvences modulācijas ātrumu, un, palielinoties frekvencei, efekts kļūs sliktāks.

Šajā 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 ar dažādu ātrumu. Pārbaudes rezultāti sasniedza 15 mm un 0,775m /s.

Šeit tikai silīcija pielietojumsoptiskais modulatorspar FMCW tiek apspriests. Patiesībā silīcija optiskā modulatora ietekme nav tik laba kāLINO3 modulators, galvenokārt tāpēc, ka silīcija optiskā modulatorā fāzes maiņas/absorbcijas koeficienta/krustojuma kapacitāte nav lineāra ar sprieguma izmaiņām, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā:

Tas ir,

Izejas jaudas attiecībasmodulatorsSistēma ir šāda
Rezultāts ir augstas kārtas samazināšana:

Tie izraisīs sitiena 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 un neapspriežam kompensācijas shēmu, izmantojot citas papildu struktūras.
Viens no modulācijas fāzes nelinearitātes iemesliem ar spriegumu ir tas, ka gaismas lauks viļņvadā ir atšķirīgs smago un gaismas parametru sadalījums, un fāzes izmaiņu ātrums atšķiras ar sprieguma izmaiņām. Kā parādīts šajā attēlā. Noārdīšanās reģions ar smagu traucējumiem mainās mazāk nekā ar gaismas traucējumiem.

Šajā attēlā parādītas trešās kārtas starpmodulācijas izkropļojumu TID izmaiņu līknes un otrās kārtas harmonisko kropļojumu SHD ar jucekļa koncentrāciju, tas ir, modulācijas frekvenci. Var redzēt, ka smagā jucekļa nomākšanas spēja ir augstāka nekā vieglai juceklei. Tāpēc remiksēšana palīdz uzlabot linearitāti.

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

Visbeidzot, silīcija modulatora ietekme ne vienmēr ir sliktāka nekā Linbo3. Kā parādīts zemāk redzamajā attēlā, CDR3 nosilīcija modulatorsbūs augstāks nekā Linbo3 pilnīgas novirzes gadījumā, saprātīgi izstrādājot modulatora struktūru un garumu. Pārbaudes apstākļi joprojām ir konsekventi.

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 var būt patiešām, tad tā var sasniegt raiduztvērēja integrāciju, kurai ir priekšrocības liela mēroga izmaksu samazināšanai.