FMCW සඳහා සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරය

සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරයFMCW සඳහා

අපි කවුරුත් දන්නා පරිදි, FMCW මත පදනම් වූ Lidar පද්ධතිවල ඇති වැදගත්ම අංගයක් වන්නේ ඉහළ රේඛීය මොඩියුලේටරයයි. එහි වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය පහත රූපයේ දැක්වේ: භාවිතා කිරීමDP-IQ මොඩියුලේටරයපදනම් වූතනි පැතිබෑන්ඩ් මොඩියුලේෂන් (SSB), ඉහළ සහ පහළMZMwc+wm සහ WC-WM වල පාරේ සහ පහළ පැත්තේ null point හි වැඩ කරන්න, wm යනු මොඩියුලේෂන් සංඛ්‍යාතය වේ, නමුත් ඒ සමඟම පහළ නාලිකාව අංශක 90 අවධි වෙනස හඳුන්වා දෙයි, අවසානයේ WC-WM ආලෝකය අවලංගු වේ, wc+wm හි සංඛ්‍යාත මාරු පදය පමණි. රූප සටහන b හි, LR නිල් යනු දේශීය FM චිප් සංඥාව වන අතර RX තැඹිලි යනු පරාවර්තක සංඥාව වන අතර ඩොප්ලර් ආචරණය හේතුවෙන් අවසාන බීට් සංඥාව f1 සහ f2 නිපදවයි.

දුර සහ වේගය:

පහත දැක්වෙන්නේ ෂැංහයි ජියාටොං විශ්ව විද්‍යාලය විසින් 2021 දී ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද ලිපියකිඑස්.එස්.බීමත පදනම්ව FMCW ක්රියාත්මක කරන ජනක යන්ත්රසිලිකන් ආලෝක මොඩියුලේටර්.

MZM හි කාර්ය සාධනය පහත පරිදි දැක්වේ: ඉහළ සහ පහළ අත් මොඩියුලේටර්වල කාර්ය සාධන වෙනස සාපේක්ෂව විශාල වේ. වාහක පැතිබෑන්ඩ් ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ අනුපාතය සංඛ්‍යාත මොඩියුලේෂන් අනුපාතය සමඟ වෙනස් වන අතර සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට බලපෑම වඩාත් නරක අතට හැරෙනු ඇත.

පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ, Lidar පද්ධතියේ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ a/b යනු එකම වේගයේ සහ විවිධ දුරවල බීට් සංඥාව වන අතර, c/d යනු එකම දුරින් සහ විවිධ වේගයන්හි ඇති බීට් සංඥාවයි. පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල 15mm සහ 0.775m/s දක්වා ළඟා විය.

මෙන්න, සිලිකන් යෙදුම පමණිදෘශ්ය මොඩියුලේටරයFMCW සඳහා සාකච්ඡා කෙරේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරයේ බලපෑම එතරම් හොඳ නැතLiNO3 මොඩියුලේටරය, ප්‍රධාන වශයෙන් සිලිකන් ඔප්ටිකල් මොඩියුලේටරය තුළ, පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, අදියර වෙනස් වීම/අවශෝෂණ සංගුණකය/හන්දි ධාරණාව වෝල්ටීයතා වෙනස සමඟ රේඛීය නොවන බැවින්:

එනම්,

හි නිමැවුම් බල සම්බන්ධතාවයමොඩියුලේටරයපද්ධතිය පහත පරිදි වේ
ප්‍රති result ලය ඉහළ අනුපිළිවෙලක් ඉවත් කිරීමකි:

මේවා බීට් සංඛ්‍යාත සංඥාව පුළුල් වීමට සහ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය අඩු වීමට හේතු වේ. ඉතින් සිලිකන් ලයිට් මොඩියුලේටරයේ රේඛීයතාව වැඩි දියුණු කිරීමට මාර්ගය කුමක්ද? මෙහිදී අපි උපාංගයේම ලක්ෂණ පමණක් සාකච්ඡා කරන අතර, වෙනත් සහායක ව්යුහයන් භාවිතා කරමින් වන්දි යෝජනා ක්රමය ගැන සාකච්ඡා නොකරන්න.
වෝල්ටීයතාවයක් සහිත මොඩියුලේෂන් අදියර රේඛීය නොවීම සඳහා එක් හේතුවක් වන්නේ තරංග මාර්ගෝපදේශයේ ආලෝක ක්ෂේත්‍රය බර සහ සැහැල්ලු පරාමිතිවල විවිධ ව්‍යාප්තියක පවතින අතර වෝල්ටීයතාවයේ වෙනස සමඟ අදියර වෙනස් වීමේ අනුපාතය වෙනස් වීමයි. පහත පින්තූරයේ පෙන්වා ඇති පරිදි. අධික මැදිහත්වීම් සහිත ක්ෂය වීමේ කලාපය ආලෝකය මැදිහත් වීමෙන් වඩා අඩුවෙන් වෙනස් වේ.

පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ අවුල් සහගත සාන්ද්‍රණය, එනම් මොඩියුලේෂන් සංඛ්‍යාතය සමඟ තුන්වන අනුපිළිවෙල අන්තර් මොඩියුලේෂන් විකෘති TID සහ දෙවන පෙළ හරස් විකෘති SHD වෙනස් කිරීමේ වක්‍ර ය. බර අවුල් සඳහා නිරෝධනය කිරීමේ හැකියාව සැහැල්ලු කැළඹීමට වඩා වැඩි බව පෙනේ. එබැවින්, රීමික්ස් කිරීම රේඛීයතාව වැඩිදියුණු කිරීමට උපකාරී වේ.

ඉහත දැක්වෙන්නේ MZM හි RC ආකෘතියේ C සලකා බැලීමට සමාන වන අතර R හි බලපෑම ද සලකා බැලිය යුතුය. පහත දැක්වෙන්නේ ශ්‍රේණි ප්‍රතිරෝධය සහිත CDR3 හි වෙනස්වන වක්‍රයයි. ශ්‍රේණි ප්‍රතිරෝධය කුඩා වන තරමට CDR3 විශාල වන බව පෙනේ.

අන්තිම නමුත් අවම වශයෙන්, සිලිකන් මොඩියුලේටරයේ බලපෑම LiNbO3 ට වඩා නරක නැත. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, CDR3සිලිකන් මොඩියුලේටරයමොඩියුලේටරයේ ව්‍යුහය සහ දිග සාධාරණ ලෙස සැලසුම් කිරීම හරහා පූර්ණ නැඹුරුවකදී LiNbO3 ට වඩා වැඩි වනු ඇත. පරීක්ෂණ කොන්දේසි ස්ථාවරව පවතී.

සාරාංශයක් ලෙස, සිලිකන් ලයිට් මොඩියුලේටරයේ ව්‍යුහාත්මක සැලසුම අවම කළ හැක්කේ, සුව කළ නොහැකි අතර, එය ඇත්ත වශයෙන්ම FMCW පද්ධතිය තුළ භාවිතා කළ හැකිද යන්න පර්යේෂණාත්මක සත්‍යාපනය අවශ්‍ය වේ, එය ඇත්ත වශයෙන්ම විය හැකි නම්, එයට වාසි ඇති සම්ප්‍රේෂක අනුකලනය ලබා ගත හැකිය. මහා පරිමාණ පිරිවැය අඩු කිරීම සඳහා.