නවතම අතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය

නවතමඅතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය

චිප මත පදනම් වූ විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් (සිලිකන් මත පදනම් වූ, ට්‍රයික්විනොයිඩ්, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට්, ආදිය) සංයුක්තතාවය, අධික වේගය සහ අඩු බල පරිභෝජනය යන වාසි ඇත, නමුත් අතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාතය සමඟ ගතික තීව්‍රතා මොඩියුලේෂන් ලබා ගැනීම සඳහා තවමත් විශාල අභියෝග තිබේ. මෑතකදී, චීන විශ්ව විද්‍යාලයක ෆයිබර් ඔප්ටික් සංවේදනය සඳහා ඒකාබද්ධ පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානයක පර්යේෂකයන් සිලිකන් උපස්ථර මත අතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් ක්ෂේත්‍රයේ ප්‍රධාන ඉදිරි ගමනක් සිදු කර ඇත. ඉහළ අනුපිළිවෙලින් දෘශ්‍ය පෙරහන් ව්‍යුහය මත පදනම්ව, චිප මත සිලිකන්විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය68 dB දක්වා වඳවීමේ අනුපාතයක් සහිත පළමු වරට සාක්ෂාත් කර ගෙන ඇත. ප්‍රමාණය සහ බල පරිභෝජනය සාම්ප්‍රදායික ඒවාට වඩා විශාලත්වයෙන් දෙගුණයක් කුඩා වේ.AOM මොඩියුලේටරය, සහ උපාංගයේ යෙදුම් ශක්‍යතාව රසායනාගාර DAS පද්ධතිය තුළ සත්‍යාපනය කෙරේ.

රූපය 1 අල්ට්‍රා සඳහා පරීක්ෂණ උපාංගයේ ක්‍රමානුරූප සටහනඉහළ වඳවීමේ අනුපාත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය

සිලිකන් මත පදනම් වූවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයසම්බන්ධිත ක්ෂුද්‍ර වළලු පෙරහන් ව්‍යුහය මත පදනම්ව, සම්භාව්‍ය විද්‍යුත් පෙරහනට සමාන වේ. විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය සිලිකන්-පාදක ක්ෂුද්‍ර වළලු අනුනාදක හතරක ශ්‍රේණි සම්බන්ධ කිරීම හරහා පැතලි බෑන්ඩ්පාස් පෙරහන සහ ඉහළ කලාපයෙන් පිටත ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ අනුපාතය (>60 dB) ලබා ගනී. සෑම ක්ෂුද්‍ර වළල්ලකම පින්-වර්ගයේ විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය අවධි මාරු කරන්නෙකුගේ ආධාරයෙන්, මොඩියුලේටරයේ සම්ප්‍රේෂණ වර්ණාවලිය අඩු යොදන ලද වෝල්ටීයතාවයකින් (<1.5 V) සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළ හැකිය. බෑවුමෙන් පිටතට ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ අනුපාතය බෑවුම් පෙරහන් රෝල්-ඩවුන් ලක්ෂණය සමඟ ඒකාබද්ධව ඉහළ කලාපයෙන් පිටතට ප්‍රතික්‍ෂේප කිරීමේ අනුපාතය, අනුනාද තරංග ආයාමය අසල ආදාන ආලෝකයේ තීව්‍රතාවය ඉතා විශාල වෙනසකින් මොඩියුලේට් කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි, එය අතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාත ආලෝක ස්පන්දන නිෂ්පාදනයට ඉතා හිතකර වේ.

විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයේ මොඩියුලේෂන් හැකියාව සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා, කණ්ඩායම මුලින්ම ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාමයේදී DC වෝල්ටීයතාවය සමඟ උපාංගයේ සම්ප්‍රේෂණයේ විචලනය පෙන්නුම් කළේය. 1 V ට පසු, සම්ප්‍රේෂණය 60 dB ට වඩා තියුනු ලෙස පහත වැටෙන බව දැකිය හැකිය. සාම්ප්‍රදායික දෝලන නිරීක්ෂණ ක්‍රමවල සීමාව හේතුවෙන්, පර්යේෂණ කණ්ඩායම ස්වයං-හීටරෝඩීන් මැදිහත්වීම් මිනුම් ක්‍රමය අනුගමනය කරන අතර, ස්පන්දන මොඩියුලේෂන් අතරතුර මොඩියුලේටරයේ අතිශය ඉහළ ගතික වඳවීමේ අනුපාතය සංලක්ෂිත කිරීමට වර්ණාවලීක්ෂයේ විශාල ගතික පරාසය භාවිතා කරයි. මොඩියුලේටරයේ ප්‍රතිදාන ආලෝක ස්පන්දනයට 68 dB දක්වා වඳවීමේ අනුපාතයක් ඇති බවත්, අනුනාද තරංග ආයාම ස්ථාන කිහිපයක් අසල 65 dB ට වැඩි වඳවීමේ අනුපාතයක් ඇති බවත් පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යයි. සවිස්තරාත්මක ගණනය කිරීමෙන් පසු, ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට පටවා ඇති සත්‍ය RF ධාවක වෝල්ටීයතාවය 1 V පමණ වන අතර, මොඩියුලේෂන් බල පරිභෝජනය 3.6 mW පමණක් වන අතර එය සාම්ප්‍රදායික AOM මොඩියුලේටර් බල පරිභෝජනයට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලවල් දෙකකි.

DAS පද්ධතියේ සිලිකන් පාදක විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයේ යෙදුම, චිප මොඩියුලේටරය ඇසුරුම් කිරීමෙන් සෘජු හඳුනාගැනීමේ DAS පද්ධතියකට යෙදිය හැකිය. සාමාන්‍ය දේශීය-සංඥා විෂමජාතීය අන්තර්-අන්තර්මිතියට වඩා වෙනස්ව, සමතුලිත නොවන මයිකල්සන් අන්තර්-අන්තර්මිතියේ විසංයෝජන මාදිලිය මෙම පද්ධතිය තුළ අනුගමනය කර ඇති අතර, එම නිසා මොඩියුලේටරයේ දෘශ්‍ය සංඛ්‍යාත මාරු කිරීමේ බලපෑම අවශ්‍ය නොවේ. සාම්ප්‍රදායික IQ විසංයෝජන ඇල්ගොරිතම භාවිතයෙන් නාලිකා 3 ක රේලී විසිරුණු සංඥා විසංයෝජනය කිරීමෙන් සයිනොසොයිඩල් කම්පන සංඥා නිසා ඇතිවන අදියර වෙනස්කම් සාර්ථකව ප්‍රතිස්ථාපනය වේ. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ SNR 56 dB පමණ වන බවයි. සංඥා සංඛ්‍යාත ±100 Hz පරාසයේ සංවේදක තන්තුවේ මුළු දිග දිගේ බල වර්ණාවලි ඝනත්වයේ ව්‍යාප්තිය තවදුරටත් විමර්ශනය කෙරේ. කම්පන ස්ථානයේ සහ සංඛ්‍යාතයේ කැපී පෙනෙන සංඥාවට අමතරව, අනෙකුත් අවකාශීය ස්ථානවල යම් බල වර්ණාවලි ඝනත්ව ප්‍රතිචාර ඇති බව නිරීක්ෂණය කෙරේ. ±10 Hz පරාසයේ සහ කම්පන ස්ථානයේ පිටත හරස්කඩ ශබ්දය තන්තුවේ දිග දිගේ සාමාන්‍යකරණය කර ඇති අතර අභ්‍යවකාශයේ සාමාන්‍ය SNR 33 dB ට නොඅඩු වේ.

රූපය 2

දෘශ්‍ය තන්තු ව්‍යාප්ත ධ්වනි සංවේදක පද්ධතියේ ක්‍රමානුරූප සටහනක්.

b ඩිමොඩියුලේටඩ් සංඥා බල වර්ණාවලි ඝනත්වය.

සංවේදක තන්තුව දිගේ බල වර්ණාවලි ඝනත්ව ව්‍යාප්තිය අසල c, d කම්පන සංඛ්‍යාත.

මෙම අධ්‍යයනය අතිශය ඉහළ වඳවීමේ අනුපාතයක් (68 dB) සහිත සිලිකන් මත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයක් ​​ලබා ගත් පළමු අධ්‍යයනය වන අතර එය DAS පද්ධති සඳහා සාර්ථකව යොදන ලද අතර වාණිජ AOM මොඩියුලේටරය භාවිතා කිරීමේ බලපෑම ඉතා සමීප වන අතර ප්‍රමාණය සහ බල පරිභෝජනය දෙවැන්නට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලවල් දෙකකින් කුඩා වන අතර එය ඊළඟ පරම්පරාවේ කුඩා, අඩු බලයෙන් බෙදා හරින ලද තන්තු සංවේදක පද්ධතිවල ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. ඊට අමතරව, CMOS මහා පරිමාණ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සහ සිලිකන් මත පදනම් වූ චිපයේ ඒකාබද්ධ කිරීමේ හැකියාවදෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගචිපයක් මත පදනම් වූ බෙදා හරින ලද තන්තු සංවේදක පද්ධති මත පදනම් වූ අඩු වියදම්, බහු-උපාංග මොනොලිතික් ඒකාබද්ධ මොඩියුලවල නව පරම්පරාවක සංවර්ධනය බෙහෙවින් ප්‍රවර්ධනය කළ හැකිය.