โมดูเลเตอร์ออปติคัลซิลิคอนสำหรับ FMCW
อย่างที่เราทราบกันดีว่าหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบ LIDAR ที่ใช้ FMCW คือตัวปรับความเป็นเส้นตรงสูง หลักการทำงานของมันแสดงในรูปต่อไปนี้: การใช้DP-IQ Modulatorซึ่งเป็นรากฐานการมอดูเลตด้านข้างเดียว (SSB)ส่วนบนและล่างMZMทำงานที่ Null Point บนถนนและลงแถบด้านข้างของ WC+WM และ WC-WM, WM คือความถี่ในการมอดูเลต แต่ในเวลาเดียวกันช่องที่ต่ำกว่าจะแนะนำความแตกต่างของเฟส 90 องศาและในที่สุดแสงของ WC-WM จะถูกยกเลิก ในรูปที่ B, LR Blue เป็นสัญญาณ FM Chirp ในท้องถิ่น, Rx Orange เป็นสัญญาณที่สะท้อนและเนื่องจากเอฟเฟกต์ Doppler สัญญาณจังหวะสุดท้ายจะสร้าง F1 และ F2
ระยะทางและความเร็วคือ:
ต่อไปนี้เป็นบทความที่ตีพิมพ์โดยมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้ Jiaotong ในปี 2564 เกี่ยวกับSSBเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ FMCW ตามตัวดัดแปลงแสงซิลิกอน.
ประสิทธิภาพของ MZM จะแสดงดังต่อไปนี้: ความแตกต่างของประสิทธิภาพของตัวปรับแขนส่วนบนและล่างมีขนาดค่อนข้างใหญ่ อัตราส่วนการปฏิเสธแถบแบนของผู้ให้บริการนั้นแตกต่างกันไปตามอัตราการปรับความถี่และผลกระทบจะแย่ลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น
ในรูปต่อไปนี้ผลการทดสอบของระบบ LIDAR แสดงให้เห็นว่า A/B คือสัญญาณจังหวะที่ความเร็วเท่ากันและในระยะทางที่แตกต่างกันและ C/D คือสัญญาณจังหวะที่ระยะทางเดียวกันและด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ผลการทดสอบถึง 15 มม. และ 0.775m /s
ที่นี่มีเพียงแอปพลิเคชันของซิลิกอนออปติคัลโมดูเลเตอร์สำหรับ FMCW ถูกกล่าวถึง ในความเป็นจริงผลกระทบของการปรับแสงซิลิกอนไม่ดีเท่าของLino3 modulatorส่วนใหญ่เป็นเพราะในโมดูเลเตอร์ออปติคัลซิลิกอนการเปลี่ยนเฟส/ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับ/ความจุทางแยกนั้นไม่เป็นเชิงเส้นกับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าดังแสดงในรูปด้านล่าง:
นั่นคือ
ความสัมพันธ์พลังงานของเอาท์พุทของเครื่องดัดแปลงระบบมีดังนี้
ผลที่ได้คือการสั่งซื้อสูง:
สิ่งเหล่านี้จะทำให้เกิดการขยายสัญญาณความถี่จังหวะและการลดลงของอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ดังนั้นวิธีการปรับปรุงความเป็นเส้นตรงของตัวปรับแสงซิลิกอนคืออะไร? ที่นี่เราจะหารือเฉพาะลักษณะของอุปกรณ์เท่านั้นและไม่หารือเกี่ยวกับรูปแบบการชดเชยโดยใช้โครงสร้างเสริมอื่น ๆ
หนึ่งในเหตุผลสำหรับการไม่เป็นเชิงเส้นของเฟสการมอดูเลตที่มีแรงดันไฟฟ้าคือสนามแสงในท่อนำคลื่นมีการกระจายพารามิเตอร์หนักและแสงที่แตกต่างกันและอัตราการเปลี่ยนเฟสแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ดังที่แสดงในภาพต่อไปนี้ ภูมิภาคพร่องที่มีสัญญาณรบกวนหนักจะเปลี่ยนแปลงน้อยกว่านั้นด้วยการรบกวนแสง
รูปต่อไปนี้แสดงเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงของการบิดเบือน intermodulation ลำดับที่สาม TID และการบิดเบือนฮาร์มอนิกลำดับที่สอง SHD ที่มีความเข้มข้นของความยุ่งเหยิงนั่นคือความถี่ในการมอดูเลต จะเห็นได้ว่าความสามารถในการปราบปรามของการ detuning สำหรับความยุ่งเหยิงอย่างหนักนั้นสูงกว่านั้นสำหรับความยุ่งเหยิงของแสง ดังนั้นการรีมิกซ์ช่วยปรับปรุงความเป็นเส้นตรง
ข้างต้นนั้นเทียบเท่ากับการพิจารณา C ในแบบจำลอง RC ของ MZM และควรพิจารณาอิทธิพลของ R ด้วย ต่อไปนี้เป็นเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงของ CDR3 ที่มีความต้านทานแบบอนุกรม จะเห็นได้ว่ายิ่งมีความต้านทานต่อซีรีย์ที่เล็กลงเท่าไหร่ CDR3 ก็ยิ่งใหญ่เท่านั้น
สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดผลของตัวปรับซิลิกอนนั้นไม่จำเป็นต้องเลวร้ายไปกว่าของ Linbo3 ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง CDR3 ของตัวดัดแปลงซิลิคอนจะสูงกว่าของ Linbo3 ในกรณีของอคติเต็มรูปแบบผ่านการออกแบบที่สมเหตุสมผลของโครงสร้างและความยาวของโมดูเลเตอร์ เงื่อนไขการทดสอบยังคงสอดคล้องกัน
โดยสรุปการออกแบบโครงสร้างของโมดูเลเตอร์แสงซิลิกอนสามารถบรรเทาได้ไม่ได้รับการรักษาและไม่ว่าจะสามารถใช้จริงในระบบ FMCW ต้องการการตรวจสอบการทดลองหากเป็นจริงหรือไม่
เวลาโพสต์: มี.ค. 18-2024