Силиконовый оптический модулятор для FMCW

Силиконовый оптический модулятордля FMCW

Как мы все знаем, одним из наиболее важных компонентов в лидарных системах на основе FMCW является модулятор высокой линейности. Его принцип работы показан на следующем рисунке: ИспользованиеDP-IQ Modulatorоснованный наМодуляция с одной боковой полосой (SSB), верхний и нижнийMZMРаботайте в Null Point, на дороге и вниз по боковой полосе WC+WM и WC-WM, WM является частотой модуляции, но в то же время нижний канал вводит на 90 градусов разницу в фазах, и, наконец, свет WC-WM отменен, только термин сдвига частоты WC+WM. На рисунке B LR Blue является локальным сигналом FM ChiRP, RX Orange является отраженным сигналом, и из -за эффекта доплеровского сигнала сигнал окончательного удара производит F1 и F2.

Расстояние и скорость:

Ниже приведена статья, опубликованная Шанхайским Университетом Джиотонг в 2021 году, оSSBгенераторы, которые реализуют FMCW на основеСиликоновые световые модуляторы.

Производительность MZM показана следующим образом: разница в производительности модуляторов верхней и нижней руки относительно большая. Коэффициент отторжения боковой полосы носителя отличается с частотной скоростью модуляции, и эффект станет хуже с увеличением частоты.

На следующем рисунке результаты испытаний системы лидара показывают, что A/B является сигналом BEAT на одинаковой скорости и на разных расстояниях, а C/D является сигналом BEAT на одинаковом расстоянии и на разных скоростях. Результаты испытаний достигли 15 мм и 0,775 м /с.

Здесь только применение кремнияОптический модулятордля FMCW обсуждается. В действительности, эффект кремниевого оптического модулятора не так хорош, как эффектLino3 модулятор, главным образом потому, что в кремниевом оптическом модуляторе коэффициент изменения фазы/поглощения/емкость соединения является нелинейным с изменением напряжения, как показано на рисунке ниже:

То есть,

Отношение выходной мощностимодуляторСистема заключается в следующем
Результатом является отстранение высокого порядка:

Они приведут к расширению частоты бидового сигнала и уменьшении отношения сигнал / шум. Итак, как способ улучшить линейность модулятора кремниевого света? Здесь мы обсуждаем только характеристики самого устройства и не обсуждаем схему компенсации с использованием других вспомогательных структур.
Одна из причин нелинейности фазы модуляции с напряжением заключается в том, что световое поле в волноводе находится при различном распределении параметров тяжелых и световых параметров, а скорость изменения фазы отличается с изменением напряжения. Как показано на следующей картинке. Область истощения с тяжелыми интерференциями изменяется меньше, чем с легкими помехами.

На следующем рисунке показаны кривые изменения привязки искажения интермодуляции третьего порядка и гармонического искажения второго порядка с концентрацией беспорядка, то есть частотой модуляции. Можно видеть, что способность подавления отключения для тяжелого беспорядка выше, чем для легкого беспорядка. Следовательно, ремикс помогает улучшить линейность.

Вышеуказанное эквивалентно рассмотрению C в модели MZM RC, а также следует рассмотреть влияние R. Ниже приведена кривая изменения CDR3 с серийным сопротивлением. Видно, что чем меньше серийное сопротивление, тем больше CDR3.

И последнее, но не менее важное, эффект кремниевого модулятора не обязательно хуже, чем у Linbo3. Как показано на рисунке ниже, CDR3кремниевый модуляторбудет выше, чем у Linbo3 в случае полного смещения посредством разумной конструкции структуры и длины модулятора. Условия испытаний остаются последовательными.

Таким образом, структурный дизайн модулятора кремниевого света может быть смягчен, а не вылечен, и может ли он действительно использоваться в системе FMCW, нуждается в экспериментальной проверке, если это может быть действительно, то он может достичь интеграции трансивер, что имеет преимущества для крупномасштабного снижения затрат.