Modulator optic de siliciuPentru FMCW
După cum știm cu toții, una dintre cele mai importante componente în sistemele LIDAR bazate pe FMCW este modulatorul de liniaritate ridicată. Principiul său de lucru este prezentat în figura următoare: UtilizareaModulator DP-IQbazatModulație cu bandă laterală (SSB), partea superioară și inferioarăMZMLucrați în punctul nul, pe drum și în jos pe banda laterală a WC+WM și WC-WM, WM este frecvența de modulare, dar în același timp, canalul inferior introduce diferența de fază de 90 de grade, iar în sfârșit lumina WC-WM este anulată, doar termenul de schimbare a frecvenței WC+WM. În figura B, LR Blue este semnalul local FM Chirp, Rx Orange este semnalul reflectat, iar datorită efectului Doppler, semnalul final de ritm produce F1 și F2.
Distanța și viteza sunt:
Următorul este un articol publicat de Universitatea Shanghai Jiaotong în 2021, despreSSBgeneratoare care implementează FMCW pe bazaModulatoare de lumină de siliciu.
Performanța MZM este prezentată după cum urmează: Diferența de performanță a modulatorilor de braț superior și inferior este relativ mare. Raportul de respingere a benzii laterale a transportatorului este diferit cu rata de modulare a frecvenței, iar efectul va deveni mai grav pe măsură ce frecvența va crește.
În figura următoare, rezultatele testelor sistemului LIDAR arată că A/B este semnalul de ritm la aceeași viteză și la distanțe diferite, iar C/D este semnalul de ritm la aceeași distanță și la viteze diferite. Rezultatele testelor au ajuns la 15 mm și 0,775m /s.
Aici, numai aplicarea siliconuluiModulator opticpentru FMCW este discutat. În realitate, efectul modulatorului optic din siliciu nu este la fel de bun ca cel alModulator lino3, mai ales că în modulatorul optic din siliciu, coeficientul de modificare/absorbție a fazei/capacitatea de joncțiune este neliniară cu schimbarea tensiunii, așa cum se arată în figura de mai jos:
Adică,
Relația de putere de ieșire amodulatorSistemul este următorul
Rezultatul este un detuning de înaltă ordine:
Acestea vor provoca lărgirea semnalului de frecvență de ritm și scăderea raportului semnal-zgomot. Deci, care este modalitatea de a îmbunătăți liniaritatea modulatorului de lumină de siliciu? Aici discutăm doar caracteristicile dispozitivului în sine și nu discutăm schema de compensare folosind alte structuri auxiliare.
Unul dintre motivele pentru neliniaritatea fazei de modulare cu tensiune este că câmpul de lumină din ghidul de undă este în distribuție diferită a parametrilor grei și lumină, iar rata de modificare a fazelor este diferită odată cu modificarea tensiunii. Așa cum se arată în imaginea următoare. Regiunea de epuizare cu interferențe grele se schimbă mai puțin decât cea cu interferența ușoară.
Figura următoare arată curbele de schimbare ale TID-ului de distorsiune a intermodulării de ordinul al treilea și a distorsionării armonice de ordinul al doilea de ordinul al doilea, cu concentrația de dezordine, adică frecvența de modulare. Se poate observa că capacitatea de suprimare a detunizării pentru dezordine grele este mai mare decât cea pentru dezordinea ușoară. Prin urmare, remixarea ajută la îmbunătățirea liniarității.
Cele de mai sus sunt echivalente cu luarea în considerare a C în modelul RC al MZM, iar influența R ar trebui, de asemenea, luată în considerare. Următoarea este curba de schimbare a CDR3 cu rezistența la serie. Se poate observa că cu cât rezistența la serie este mai mică, cu atât este mai mare CDR3.
Nu în ultimul rând, efectul modulatorului de siliciu nu este neapărat mai rău decât cel al Linbo3. Așa cum se arată în figura de mai jos, CDR3 dinModulator de siliciuva fi mai mare decât cel al LinBO3 în cazul prejudecății complete printr -un design rezonabil al structurii și lungimii modulatorului. Condițiile de testare rămân consecvente.
În rezumat, proiectarea structurală a modulatorului de lumină de siliciu poate fi atenuată doar, nu vindecată și dacă poate fi utilizat cu adevărat în sistemul FMCW are nevoie de verificare experimentală, dacă poate fi într-adevăr, atunci poate realiza integrarea transceiverului, care are avantaje pentru reducerea costurilor pe scară largă.
Timpul post: martie-18-2024