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 çalışın, wm modülasyon frekansıdır, ancak aynı zamanda alt kanal 90 derecelik faz farkı getirir ve son olarak WC-WM'nin ışığı iptal edilir, sadece wc+wm'nin frekans kayması terimi. Şekil b'de, LR mavi yerel FM cıvıltı sinyalidir, 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 gibi gösterilmiştir: Üst ve alt kol modülatörlerinin performans farkı nispeten büyüktür. Taşıyıcı yan bant reddi oranı, frekans modülasyon oranıyla farklıdır ve etki, frekans arttıkça kötüleşecektir.
Aşağıdaki şekilde Lidar sisteminin test sonuçları a/b'nin aynı hızda ve farklı mesafelerdeki vuruş sinyali, c/d'nin ise aynı mesafede ve farklı hızlardaki vuruş sinyali olduğunu göstermektedir. Test sonuçları 15mm ve 0,775m/s'ye ulaşmıştır.
Burada sadece silikon uygulamasıoptik modülatörFMCW için tartışılmıştır. 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 olarak yüksek derecede bir ayar bozulması meydana gelir:
Bunlar, vuruş frekansı sinyalinin genişlemesine ve sinyal-gürültü oranının azalmasına neden olacaktır. Peki silikon ışık modülatörünün doğrusallığını iyileştirmenin yolu nedir? Burada yalnızca cihazın özelliklerini tartışıyoruz ve diğer yardımcı yapıları kullanarak telafi şemasını tartışmıyoruz.
Modülasyon fazının voltajla doğrusal olmamasının nedenlerinden biri, dalga kılavuzundaki ışık alanının ağır ve hafif parametrelerin farklı dağılımında olması ve faz değişim hızının voltaj değişimiyle farklı olmasıdır. Aşağıdaki resimde gösterildiği gibi. Ağır girişimli tükenme bölgesi, hafif girişimli olandan daha az değişir.
Aşağıdaki şekil, üçüncü dereceden intermodülasyon bozulması TID ve ikinci dereceden harmonik bozulması SHD'nin değişim eğrilerini, karmaşanın konsantrasyonu, yani modülasyon frekansı ile göstermektedir. Ağır karmaşa için detuning'in bastırma yeteneğinin hafif karmaşa için olandan daha yüksek olduğu görülebilir. Bu nedenle, remiksleme doğrusallığı iyileştirmeye yardımcı olur.
Yukarıdaki, MZM'nin RC modelinde C'yi dikkate almaya eşdeğerdir ve R'nin etkisi de dikkate alınmalıdır. Aşağıda seri dirençle CDR3'ün değişim eğrisi verilmiştir. Seri direnç ne kadar küçükse CDR3'ün o kadar büyük olduğu görülebilir.
Son olarak, silikon modülatörün etkisi LiNbO3'ün etkisinden mutlaka daha kötü değildir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, CDR3silikon modülatörModülatörün yapısının ve uzunluğunun makul tasarımıyla 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 kullanılabilirse deneysel doğrulamaya ihtiyaç vardır; eğer gerçekten kullanılabilirse, o zaman büyük ölçekli maliyet azaltımı için avantajlara sahip olan alıcı-verici entegrasyonunu sağlayabilir.
Gönderi zamanı: Mar-18-2024