Křemíkový optický modulátor pro FMCW

Optický modulátor křemíkupro FMCW

Jak všichni víme, jednou z nejdůležitějších komponent v lidar systémech založených na FMCW je modulátor s vysokou linearitou. Jeho pracovní princip je uveden na následujícím obrázku: PoužitíModulátor DP-IQzaloženýModulace jednoho postranního pásma (SSB), horní a dolníMZMPráce v Null Point, na silnici a dolů po bočním pásmu WC+WM a WC-WM, WM je modulační frekvence, ale zároveň dolní kanál představuje 90 stupňů fázového rozdílu a nakonec je světlo WC-WM zrušeno, pouze termín frekvenčního posunu WC+Wm. Na obrázku B, LR Blue je lokální signál FM ChirP, Rx Orange je odražený signál a díky Dopplerově efektu signál konečného rytmu produkuje F1 a F2.

Vzdálenost a rychlost jsou:

Následuje článek zveřejněný na Šanghai Jiaotong University v roce 2021, oSSBgenerátory, které implementují FMCW na základěModulátory křemíkového světla.

Výkon MZM je zobrazen následovně: Rozdíl výkonu modulátorů horních a dolních ramen je relativně velký. Poměr odmítnutí postranního pásma nosiče je odlišný s rychlostí modulace frekvencí a účinek se zhoršuje se zvyšujícím se frekvencí.

Na následujícím obrázku výsledky testu systému LiDAR ukazují, že A/B je beat signál stejnou rychlostí a v různých vzdálenostech a C/D je signál rytmu ve stejné vzdálenosti a při různých rychlostech. Výsledky testu dosáhly 15 mm a 0,775 m /s.

Zde je pouze aplikace křemíkuoptický modulátorPro FMCW je diskutováno. Ve skutečnosti není účinek optického modulátoru křemíku tak dobrý jako účinekModulátor Lino3, hlavně proto, že v křemíkovou optickou modulátoru je fázová změna/absorpční koeficient/křižovatka nelineární se změnou napětí, jak je znázorněno na obrázku níže:

To znamená

Výstupní výkon výstupního výkonumodulátorSystém je následující
Výsledkem je odsuzování vysokého řádu:

To způsobí rozšíření frekvenčního signálu rytmu a snížení poměru signál-šum. Jaký je způsob, jak zlepšit linearitu modulátoru křemíkového světla? Zde diskutujeme pouze o vlastnostech samotného zařízení a nediskutujeme o kompenzačním schématu pomocí jiných pomocných struktur.
Jedním z důvodů nelinearity modulační fáze s napětím je to, že světelné pole ve vlnovodu je v různých distribucích těžkých a světelných parametrů a rychlost změny fáze je se změnou napětí odlišná. Jak je znázorněno na následujícím obrázku. Oblast vyčerpání s těžkým rušením se mění méně než s lehkým rušením.

Následující obrázek ukazuje změnu křivek intermodulačního zkreslení třetího řádu a harmonické zkreslení druhého řádu SHD s koncentrací nepořádku, tj. Modulační frekvence. Je vidět, že schopnost potlačení deturingu pro těžký nepořádek je vyšší než pro lehký nepořádek. Remixování proto pomáhá zlepšit linearitu.

Výše uvedené je ekvivalentní zvažování C v modelu RC MZM a také by měl být zvážen vliv R. Následuje křivka změny CDR3 s odolností proti řadě. Je vidět, že čím menší je odpor řady, tím větší je CDR3.

V neposlední řadě není účinek modulátoru křemíku nutně horší než účinek Linbo3. Jak je znázorněno na obrázku níže, CDR3křemíkový modulátorbude vyšší než u Linbo3 v případě plného zkreslení prostřednictvím rozumného návrhu struktury a délky modulátoru. Zkušební podmínky zůstávají konzistentní.

Stručně řečeno, strukturální návrh modulátoru křemíkového světla může být zmírněn pouze vyléčen, a to, zda může být skutečně použit v systému FMCW, potřebuje experimentální ověření, pokud to může být, může dosáhnout integrace transceiveru, což má výhody pro snížení nákladů na velké měřítko.