Silikon optik modülatörFMCW için
Hepimizin bildiği gibi, FMCW tabanlı Lidar sistemlerindeki en önemli bileşenlerden biri yüksek doğrusallık modülatörüdür. Çalışma prensibi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:DP-IQ modülatörütemellitek yan bant modülasyonu (SSB), üst ve altMZMSıfır noktasında, yolda ve wc+wm ve WC-WM'nin yan bandında çalışırken, wm modülasyon frekansıdır, ancak aynı zamanda alt kanal 90 derecelik bir faz farkı yaratır ve sonunda WC-WM'nin ışığı iptal olur, sadece wc+wm'nin frekans kayması terimi. Şekil b'de, LR mavi yerel FM cıvıltı sinyali, RX turuncu yansıyan sinyaldir ve Doppler etkisi nedeniyle son vuruş sinyali f1 ve f2 üretir.
Mesafe ve hız:
Aşağıda Şanghay Jiaotong Üniversitesi tarafından 2021 yılında yayınlanan bir makale yer almaktadır:SSBFMCW'yi temel alan jeneratörlersilikon ışık modülatörleri.
MZM'nin performansı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir: Üst ve alt kol modülatörlerinin performans farkı nispeten büyüktür. Taşıyıcı yan bant reddi oranı, frekans modülasyon oranına göre farklılık gösterir ve frekans arttıkça etki kötüleşir.
Aşağıdaki şekilde, Lidar sisteminin test sonuçları, a/b'nin aynı hızda ve farklı mesafelerdeki vuruş sinyalini, c/d'nin ise aynı mesafede ve farklı hızlardaki vuruş sinyalini gösterdiğini göstermektedir. Test sonuçları 15 mm ve 0,775 m/s'ye ulaşmıştır.
Burada sadece silikon uygulamasıoptik modülatörFMCW için tartışılmaktadır. Gerçekte, silikon optik modülatörün etkisi,LiNO3 modülatörü, esas olarak silikon optik modülatörde, faz değişimi/emilim katsayısı/kavşak kapasitansı, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, voltaj değişimine göre doğrusal değildir:
Yani,
Çıkış gücü ilişkisimodülatörsistem şu şekildedir
Sonuç yüksek derecede bir detonedir:
Bunlar, vuruş frekansı sinyalinin genişlemesine ve sinyal-gürültü oranının azalmasına neden olacaktır. Peki, silikon ışık modülatörünün doğrusallığını iyileştirmenin yolu nedir? Burada yalnızca cihazın özelliklerini ele alacağız ve diğer yardımcı yapıları kullanarak kompanzasyon şemasını tartışmıyoruz.
Modülasyon fazının voltajla doğrusal olmamasının nedenlerinden biri, dalga kılavuzundaki ışık alanının ağır ve hafif parametreler açısından farklı dağılımlarda olması ve faz değişim hızının voltaj değişimine göre farklı olmasıdır. Aşağıdaki resimde gösterildiği gibi, ağır girişimin olduğu tükenme bölgesi, hafif girişimin olduğu tükenme bölgesinden daha az değişir.
Aşağıdaki şekil, üçüncü dereceden intermodülasyon bozulması TID ve ikinci dereceden harmonik bozulması SHD'nin, parazit yoğunluğuna, yani modülasyon frekansına göre değişim eğrilerini göstermektedir. Detone işleminin yoğun parazit için bastırma kabiliyetinin, hafif parazit için olduğundan daha yüksek olduğu görülebilir. Bu nedenle, remiksleme doğrusallığı iyileştirmeye yardımcı olur.
Yukarıdakiler, MZM'nin RC modelinde C'yi hesaba katmaya eşdeğerdir ve R'nin etkisi de dikkate alınmalıdır. Aşağıda, seri dirençle CDR3'ün değişim eğrisi gösterilmektedir. Seri direnç ne kadar küçükse, CDR3'ün o kadar büyük olduğu görülebilir.
Son olarak, silikon modülatörün etkisi LiNbO3'ten mutlaka daha kötü değildir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, CDR3silikon modülatörModülatörün yapısının ve uzunluğunun makul tasarımı sayesinde tam önyargı durumunda LiNbO3'ten daha yüksek olacaktır. Test koşulları tutarlı kalır.
Özetle, silikon ışık modülatörünün yapısal tasarımı yalnızca hafifletilebilir, iyileştirilemez ve FMCW sisteminde gerçekten kullanılıp kullanılamayacağı deneysel doğrulamaya ihtiyaç duyar; eğer gerçekten kullanılabilirse, o zaman büyük ölçekli maliyet azaltımı için avantajlara sahip olan alıcı-verici entegrasyonunu sağlayabilir.
Gönderi zamanı: 18 Mart 2024