Silikonski optički modulator za FMCW

Silikonski optički modulatorza FMCW

Kao što svi znamo, jedna od najvažnijih komponenti u LiDAR sustavima temeljenim na FMCW-u je modulator visoke linearnosti. Njegov princip rada prikazan je na sljedećoj slici: KorištenjeDP-IQ modulatortemeljenModulacija s jednom bočnom trakom (SSB), gornji i donjiMZMRadite u Nult Pointu, na cesti i niz bočni opseg WC+WM i WC-WM, WM je frekvencija modulacije, ali istodobno donji kanal uvodi faznu razliku od 90 stupnjeva, a konačno se otkazuje svjetlost WC-WM-a, samo je izraz mijenjanja frekvencije WC+WM. Na slici B, LR plava je lokalni FM chirp signal, RX Orange je reflektirani signal, a zbog Dopplerovog efekta, konačni signal za otkucaje proizvodi F1 i F2.

Udaljenost i brzina su:

Slijedi članak koji je objavilo sveučilište Shanghai Jiaotong 2021. godine, oSSBGeneratori koji implementiraju FMCW na temeljuModulatori silikonskog svjetla.

Učinkovitost MZM -a prikazana je na sljedeći način: razlika u performansama modulatora gornjih i donjih ruku je relativno velika. Omjer odbacivanja bočnog pojasa za nosač različit je sa brzinom modulacije frekvencije, a učinak će se pogoršati kako se frekvencija povećava.

Na sljedećoj slici, rezultati ispitivanja sustava LiDAR pokazuju da je A/B signal za otkucaje pri istoj brzini i na različitim udaljenostima, a C/D je signal za otkucaje na istoj udaljenosti i pri različitim brzinama. Rezultati ispitivanja dosegli su 15 mm i 0,775m /s.

Ovdje samo primjena silicijaoptički modulatorZa FMCW se raspravlja. U stvarnosti, učinak silikonskog optičkog modulatora nije tako dobar kaoModulator lino3, jer u silikonskom optičkom modulatoru, faza promjena/apsorpcijsko koeficijent/spoj kapacitivnosti nije linearan s promjenom napona, kao što je prikazano na slici ispod:

To je,

Odnos izlazne snagemodulatorSustav je sljedeći
Rezultat je deteniranje visokog reda:

Oni će uzrokovati širenje signala frekvencije otkucaja i smanjenje omjera signal-šum. Pa koji je način za poboljšanje linearnosti silicijskog modulatora svjetla? Ovdje samo raspravljamo o karakteristikama samog uređaja i ne raspravljamo o shemi kompenzacije koristeći druge pomoćne strukture.
Jedan od razloga nelinearnosti modulacijske faze s naponom je taj što je svjetlosno polje u valovodu u različitoj raspodjeli teških i svjetlosnih parametara, a brzina promjene faze različita s promjenom napona. Kao što je prikazano na sljedećoj slici. Područje iscrpljivanja s teškim smetnjima mijenja se manje od onog sa svjetlosnim smetnjima.

Sljedeća slika prikazuje krivulje promjene intermodulacijskog izobličenja trećeg reda i harmoničnog izobličenja drugog reda SHD s koncentracijom nereda, to jest frekvencija modulacije. Može se vidjeti da je sposobnost suzbijanja odstupanja zbog teških nereda veća od one za lagano nered. Stoga remiksiranje pomaže u poboljšanju linearnosti.

Navedeno je ekvivalentno razmatranju C u RC modelu MZM -a, a također bi se trebalo razmotriti i utjecaj R. Slijedi krivulja promjene CDR3 s serijskom otporom. Može se vidjeti da što je manji otpor serije, to je CDR3 veći.

Posljednje, ali ne najmanje bitno, učinak silicijskog modulatora nije nužno i lošiji od utjecaja LinBO3. Kao što je prikazano na donjoj slici, CDR3 odsilikonski modulatorbit će viši od one LinBO3 u slučaju pune pristranosti razumnim dizajnom strukture i duljine modulatora. Uvjeti ispitivanja ostaju dosljedni.

Ukratko, strukturni dizajn silicijskog modulatora svjetlosti može se ublažiti, ne izliječiti, a može li se stvarno koristiti u FMCW sustavu, treba eksperimentalna provjera, ako može biti zaista, tada može postići integraciju primopredajnika, što ima prednosti za smanjenje velikih razmjera troškova.