सिलिकन अप्टिकल मोड्युलेटरFMCW को लागि
हामी सबैलाई थाहा छ, FMCW-आधारित Lidar प्रणालीहरूमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण घटकहरू मध्ये एक उच्च रेखीयता मोड्युलेटर हो। यसको कार्य सिद्धान्त निम्न चित्रमा देखाइएको छ: प्रयोग गर्दैDP-IQ मोड्युलेटरआधारितएकल साइडब्यान्ड मोड्युलेसन (SSB), माथिल्लो र तल्लोएमजेडएमशून्य बिन्दुमा काम गर्नुहोस्, सडकमा र wc+wm र WC-WM को साइड ब्यान्ड तल, wm मोड्युलेसन फ्रिक्वेन्सी हो, तर एकै समयमा तल्लो च्यानलले 90 डिग्री चरण भिन्नता परिचय गराउँछ, र अन्तमा WC-WM को प्रकाश रद्द हुन्छ, केवल wc+wm को फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट अवधि। चित्र b मा, LR नीलो स्थानीय FM चिरप सिग्नल हो, RX सुन्तला परावर्तित सिग्नल हो, र डप्लर प्रभावको कारण, अन्तिम बीट सिग्नलले f1 र f2 उत्पादन गर्दछ।
दूरी र गति यस प्रकार छ:
निम्न २०२१ मा सांघाई जियाओटोङ विश्वविद्यालय द्वारा प्रकाशित एक लेख हो, जसको बारेमाएसएसबीFMCW कार्यान्वयन गर्ने जेनेरेटरहरूसिलिकन लाइट मोड्युलेटरहरू.
MZM को कार्यसम्पादन निम्नानुसार देखाइएको छ: माथिल्लो र तल्लो हात मोड्युलेटरहरूको कार्यसम्पादन भिन्नता अपेक्षाकृत ठूलो छ। क्यारियर साइडब्यान्ड अस्वीकृति अनुपात फ्रिक्वेन्सी मोड्युलेसन दरसँग फरक हुन्छ, र आवृत्ति बढ्दै जाँदा प्रभाव झन् खराब हुँदै जान्छ।
निम्न चित्रमा, लिडार प्रणालीको परीक्षण नतिजाले देखाउँछ कि a/b भनेको एउटै गति र फरक दूरीमा बीट सिग्नल हो, र c/d भनेको एउटै दूरी र फरक गतिमा बीट सिग्नल हो। परीक्षण नतिजा १५ मिमी र ०.७७५ मिटर/सेकेन्ड पुगेको छ।
यहाँ, सिलिकनको प्रयोग मात्रअप्टिकल मोड्युलेटरFMCW को लागि छलफल गरिएको छ। वास्तविकतामा, सिलिकन अप्टिकल मोड्युलेटरको प्रभाव त्यति राम्रो छैन जतिLiNO3 मोड्युलेटर, मुख्यतया किनभने सिलिकन अप्टिकल मोड्युलेटरमा, चरण परिवर्तन/अवशोषण गुणांक/जंक्शन क्यापेसिटन्स भोल्टेज परिवर्तनसँग गैर-रैखिक हुन्छ, जुन तलको चित्रमा देखाइएको छ:
अर्थात्,
को उत्पादन शक्ति सम्बन्धमोड्युलेटरप्रणाली यस प्रकार छ
परिणामस्वरूप उच्च अर्डर डिट्युनिङ हुन्छ:
यसले बीट फ्रिक्वेन्सी सिग्नलको विस्तार र सिग्नल-टु-नोइज अनुपात घटाउनेछ। त्यसोभए सिलिकन लाइट मोड्युलेटरको रेखीयता सुधार गर्ने तरिका के हो? यहाँ हामी केवल उपकरणको विशेषताहरूको बारेमा छलफल गर्छौं, र अन्य सहायक संरचनाहरू प्रयोग गरेर क्षतिपूर्ति योजनाको बारेमा छलफल गर्दैनौं।
भोल्टेज सहितको मोडुलेशन चरणको गैर-रेखीयताको एउटा कारण यो हो कि वेभगाइडमा प्रकाश क्षेत्र भारी र प्रकाश प्यारामिटरहरूको फरक वितरणमा हुन्छ र भोल्टेज परिवर्तनसँगै चरण परिवर्तन दर फरक हुन्छ। निम्न चित्रमा देखाइए अनुसार। भारी हस्तक्षेप भएको डिप्लेशन क्षेत्र प्रकाश हस्तक्षेपको तुलनामा कम परिवर्तन हुन्छ।
निम्न चित्रले तेस्रो-क्रम इन्टरमोड्युलेसन विकृति TID र दोस्रो-क्रम हार्मोनिक विकृति SHD को परिवर्तन वक्रहरू क्लटरको सांद्रता, अर्थात्, मोड्युलेसन आवृत्ति सहित देखाउँछ। यो देख्न सकिन्छ कि भारी क्लटरको लागि डिट्युनिङको दमन क्षमता हल्का क्लटरको भन्दा बढी छ। त्यसैले, रिमिक्सिङले रेखीयता सुधार गर्न मद्दत गर्दछ।
माथिको कुरा MZM को RC मोडेलमा C लाई विचार गर्नु बराबर हो, र R को प्रभावलाई पनि विचार गर्नुपर्छ। श्रृंखला प्रतिरोधको साथ CDR3 को परिवर्तन वक्र निम्न छ। यो देख्न सकिन्छ कि श्रृंखला प्रतिरोध जति सानो हुन्छ, CDR3 त्यति नै ठूलो हुन्छ।
अन्तिम तर कम्तीमा होइन, सिलिकन मोड्युलेटरको प्रभाव LiNbO3 भन्दा खराब हुनु आवश्यक छैन। तलको चित्रमा देखाइए अनुसार, CDR3 कोसिलिकन मोड्युलेटरमोड्युलेटरको संरचना र लम्बाइको उचित डिजाइन मार्फत पूर्ण पूर्वाग्रहको अवस्थामा LiNbO3 भन्दा बढी हुनेछ। परीक्षण अवस्थाहरू स्थिर रहन्छन्।
संक्षेपमा, सिलिकन लाइट मोड्युलेटरको संरचनात्मक डिजाइनलाई केवल न्यूनीकरण गर्न सकिन्छ, निको पार्न सकिँदैन, र यो वास्तवमै FMCW प्रणालीमा प्रयोग गर्न सकिन्छ कि सकिँदैन भन्ने कुराको लागि प्रयोगात्मक प्रमाणीकरण आवश्यक छ, यदि यो वास्तवमै हुन सक्छ भने, यसले ट्रान्सीभर एकीकरण प्राप्त गर्न सक्छ, जसको ठूलो मात्रामा लागत घटाउने फाइदाहरू छन्।
पोस्ट समय: मार्च-१८-२०२४