FMCW සඳහා සිලිකන් දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය

සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරයFMCW සඳහා

අපි කවුරුත් දන්නා පරිදි, FMCW-පාදක Lidar පද්ධතිවල වැදගත්ම සංරචකයක් වන්නේ ඉහළ රේඛීයතා මොඩියුලේටරයයි. එහි ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය පහත රූපයේ දැක්වේ: භාවිතා කිරීමDP-IQ මොඩියුලේටරයපදනම් කරගත්තනි පැති කලාප මොඩියුලේෂන් (SSB), ඉහළ සහ පහළඑම්එස්එම්ශුන්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ වැඩ කරන විට, මාර්ගයේ සහ wc+wm සහ WC-WM හි පැති පටියෙන් පහළට, wm යනු මොඩියුලේෂන් සංඛ්‍යාතයයි, නමුත් ඒ සමඟම පහළ නාලිකාව අංශක 90 ක අවධි වෙනසක් හඳුන්වා දෙන අතර අවසානයේ WC-WM හි ආලෝකය අවලංගු වේ, wc+wm හි සංඛ්‍යාත මාරු පදය පමණි. රූපය b හි, LR නිල් යනු දේශීය FM චිර්ප් සංඥාවයි, RX තැඹිලි යනු පරාවර්තනය වූ සංඥාවයි, සහ ඩොප්ලර් ආචරණය හේතුවෙන්, අවසාන බීට් සංඥාව f1 සහ f2 නිපදවයි.

දුර සහ වේගය:

පහත දැක්වෙන්නේ 2021 දී ෂැංහයි ජියාතොං විශ්ව විද්‍යාලය විසින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද ලිපියකි,එස්එස්බීFMCW ක්‍රියාත්මක කරන ජනක යන්ත්‍ර මත පදනම්වසිලිකන් ආලෝක මොඩියුලේටර්.

MZM හි කාර්ය සාධනය පහත පරිදි දැක්වේ: ඉහළ සහ පහළ අත් මොඩියුලේටර් වල කාර්ය සාධන වෙනස සාපේක්ෂව විශාලය. වාහක පැති කලාප ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ අනුපාතය සංඛ්‍යාත මොඩියුලේෂන් අනුපාතය සමඟ වෙනස් වන අතර, සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට බලපෑම වඩාත් නරක අතට හැරෙනු ඇත.

පහත රූපයේ, Lidar පද්ධතියේ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ a/b යනු එකම වේගයකින් සහ විවිධ දුරවලින් බීට් සංඥාව බවත්, c/d යනු එකම දුරකින් සහ විවිධ වේගවලින් බීට් සංඥාව බවත්ය. පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල 15mm සහ 0.775m/s දක්වා ළඟා විය.

මෙහිදී, සිලිකන් යෙදීම පමණිදෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයFMCW සඳහා සාකච්ඡා කෙරේ. යථාර්ථයේ දී, සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරයේ බලපෑම එහි බලපෑම තරම් හොඳ නැත.LiNO3 මොඩියුලේටරය, ප්‍රධාන වශයෙන් සිලිකන් දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයේ, අදියර වෙනස්වීම/අවශෝෂණ සංගුණකය/හන්දි ධාරිතාව වෝල්ටීයතා වෙනස සමඟ රේඛීය නොවන බැවින්, පහත රූපයේ දැක්වේ:

එනම්,

ප්‍රතිදාන බල සම්බන්ධතාවයමොඩියුලේටරයපද්ධතිය පහත පරිදි වේ
ප්‍රතිඵලය වන්නේ ඉහළ අනුපිළිවෙලින් සුසර කිරීමයි:

මේවා බීට් සංඛ්‍යාත සංඥාව පුළුල් කිරීමට සහ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය අඩු කිරීමට හේතු වේ. එසේ නම් සිලිකන් ආලෝක මොඩියුලේටරයේ රේඛීයතාව වැඩිදියුණු කිරීමට ඇති මාර්ගය කුමක්ද? මෙහිදී අපි උපාංගයේ ලක්ෂණ පමණක් සාකච්ඡා කරන අතර, අනෙකුත් සහායක ව්‍යුහයන් භාවිතා කරමින් වන්දි යෝජනා ක්‍රමය සාකච්ඡා නොකරමු.
වෝල්ටීයතාවය සමඟ මොඩියුලේෂන් අවධියේ රේඛීය නොවන බවට එක් හේතුවක් නම්, තරංග මාර්ගෝපදේශයේ ආලෝක ක්ෂේත්‍රය බර සහ ආලෝක පරාමිතීන්ගේ විවිධ ව්‍යාප්තියක පැවතීම සහ වෝල්ටීයතාවයේ වෙනස සමඟ අදියර වෙනස් වීමේ අනුපාතය වෙනස් වීමයි. පහත පින්තූරයේ දැක්වෙන පරිදි. අධික මැදිහත්වීම් සහිත ක්ෂය වීමේ කලාපය ආලෝක මැදිහත්වීම් සමඟ වඩා අඩුවෙන් වෙනස් වේ.

පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ තුන්වන අනුපිළිවෙල අන්තර් මොඩියුලේෂන් විකෘති කිරීමේ TID සහ දෙවන අනුපිළිවෙල හාර්මොනික් විකෘති කිරීමේ SHD හි ක්ලටර් සාන්ද්‍රණය සමඟ, එනම් මොඩියුලේෂන් සංඛ්‍යාතය සමඟ වෙනස් කිරීමේ වක්‍රයන් ය. බර ක්ලටර් සඳහා ඩිටූනිං කිරීමේ මර්දන හැකියාව සැහැල්ලු ක්ලටර් සඳහා වඩා වැඩි බව දැකිය හැකිය. එබැවින්, නැවත මිශ්‍ර කිරීම රේඛීයතාව වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ.

ඉහත සඳහන් දේ MZM හි RC ආකෘතියේ C සලකා බැලීමට සමාන වන අතර, R හි බලපෑම ද සලකා බැලිය යුතුය. පහත දැක්වෙන්නේ ශ්‍රේණි ප්‍රතිරෝධය සමඟ CDR3 හි වෙනස් වීමේ වක්‍රයයි. ශ්‍රේණි ප්‍රතිරෝධය කුඩා වන තරමට CDR3 විශාල වන බව දැකිය හැකිය.

අවසාන වශයෙන් නොව අවම වශයෙන්, සිලිකන් මොඩියුලේටරයේ බලපෑම LiNbO3 ට වඩා අනිවාර්යයෙන්ම නරක නැත. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, CDR3සිලිකන් මොඩියුලේටරයමොඩියුලේටරයේ ව්‍යුහය සහ දිග සාධාරණ ලෙස සැලසුම් කිරීම හරහා සම්පූර්ණ නැඹුරුවක් ඇති අවස්ථාවක LiNbO3 ට වඩා වැඩි වනු ඇත. පරීක්ෂණ කොන්දේසි ස්ථාවරව පවතී.

සාරාංශයක් ලෙස, සිලිකන් ආලෝක මොඩියුලේටරයේ ව්‍යුහාත්මක සැලසුම අවම කළ හැක්කේ සුව කළ නොහැකි අතර, එය FMCW පද්ධතියේ සැබවින්ම භාවිතා කළ හැකිද යන්න පර්යේෂණාත්මක සත්‍යාපනය අවශ්‍ය වේ, එය සැබවින්ම කළ හැකි නම්, එය සම්ප්‍රේෂක ඒකාබද්ධ කිරීම සාක්ෂාත් කරගත හැකිය, එය විශාල පරිමාණ පිරිවැය අඩු කිරීම සඳහා වාසි ඇත.