Siliconen optische modulatorVoor FMCW
Zoals we allemaal weten, is een van de belangrijkste componenten in op FMCW gebaseerde LIDAR-systemen de hoge lineariteitsmodulator. Het werkingsprincipe wordt in de volgende figuur getoond: gebruikenDP-IQ-modulatorgebaseerdenkele zijbandmodulatie (SSB), de bovenste en ondersteMZMWerk bij Null Point, op de weg en de zijband van WC+WM en WC-WM, WM is de modulatiefrequentie, maar tegelijkertijd introduceert het onderste kanaal 90 graden faseverschil, en ten slotte wordt het licht van WC-WM geannuleerd, alleen de frequentieversie van WC+WM. In figuur B, LR Blue is het lokale FM -chirpsignaal, Rx Orange is het gereflecteerde signaal en vanwege het Doppler -effect produceert het uiteindelijke beat -signaal F1 en F2.
De afstand en snelheid zijn:
Het volgende is een artikel gepubliceerd door de Shanghai Jiaotong University in 2021, overSSBgeneratoren die FMCW implementeren op basis vanSiliconenlichtmodulatoren.
De prestaties van MZM worden als volgt weergegeven: het prestatieverschil van de bovenste en onderarmmodulatoren is relatief groot. De afwijzingsverhouding van de carrier zijband is anders met de frequentiemodulatiesnelheid en het effect zal slechter worden naarmate de frequentie toeneemt.
In de volgende figuur laten de testresultaten van het LIDAR -systeem zien dat A/B het beatsignaal is met dezelfde snelheid en op verschillende afstanden, en C/D is het BEAT -signaal op dezelfde afstand en op verschillende snelheden. De testresultaten bereikten 15 mm en 0,775 m /s.
Hier, alleen de toepassing van siliciumoptische modulatorwant FMCW wordt besproken. In werkelijkheid is het effect van silicium optische modulator niet zo goed als dat vanLino3 -modulator, voornamelijk omdat in silicium optische modulator de faseverandering/absorptiecoëfficiënt/junctiecapaciteit niet-lineair is met de spanningsverandering, zoals getoond in de onderstaande afbeelding:
Dat is,
De uitgangsvermogensrelatie van demodulatorSysteem is als volgt
Het resultaat is een hoge orde die ontstaat:
Deze zullen de verbreding van het beatfrequentiesignaal en de afname van de signaal-ruisverhouding veroorzaken. Dus wat is de manier om de lineariteit van de Silicon Light -modulator te verbeteren? Hier bespreken we alleen de kenmerken van het apparaat zelf en bespreken we het compensatieschema niet met behulp van andere hulpstructuren.
Een van de redenen voor de niet-lineariteit van de modulatiefase met spanning is dat het lichtveld in de golfgeleider zich in verschillende verdeling van zware en lichte parameters bevindt en de faseveranderingssnelheid is anders met de verandering van spanning. Zoals getoond in de volgende afbeelding. Het uitputtingsgebied met zware interferentie verandert minder dan dat met lichte interferentie.
De volgende figuur toont de veranderingscurves van de derde-orde intermodulatie vervorming TID en de tweede-orde harmonische vervorming SHD met de concentratie van de rommel, dat wil zeggen de modulatiefrequentie. Het is te zien dat het onderdrukkingsvermogen van het ontwerpen voor zware rommel hoger is dan dat voor lichte rommel. Daarom helpt remixen om de lineariteit te verbeteren.
Het bovenstaande is gelijk aan het overwegen van C in het RC -model van MZM, en de invloed van R moet ook worden overwogen. Het volgende is de veranderingscurve van CDR3 met de serieweerstand. Het is te zien dat hoe kleiner de serieweerstand, hoe groter de CDR3.
Last but not least is het effect van de siliciummodulator niet noodzakelijkerwijs slechter dan dat van linbo3. Zoals getoond in de onderstaande figuur, CDR3 van desiliciummodulatorzal hoger zijn dan die van LinBo3 in het geval van volledige bias door een redelijk ontwerp van de structuur en lengte van de modulator. Testomstandigheden blijven consistent.
Samenvattend kan het structurele ontwerp van de Silicon Light-modulator alleen worden beperkt, niet genezen, en of het echt kan worden gebruikt in het FMCW-systeem heeft experimentele verificatie nodig, als dit echt kan zijn, dan kan het de integratie van transceiver bereiken, die voordelen heeft voor grootschalige kostenreductie.
Posttijd: maart-18-2024