Силиконов оптичен модулатор за FMCW

Силиконов оптичен модулаторЗа FMCW

Както всички знаем, един от най-важните компоненти в LIDAR системите, базирани на FMCW, е модулаторът с висока линейност. Неговият принцип на работа е показан на следната фигура: ИзползванеDP-IQ модулаторна базатаЕдинична модулация на страничната лента (SSB), горната и долната частMZMРабота в NULL Point, по пътя и надолу страничната лента на WC+WM и WC-WM, WM е честотата на модулация, но в същото време долният канал въвежда разлика от 90 градуса и накрая светлината на WC-WM се отменя, само срокът на изместване на честотата на WC+WM. На фигура B, LR синьо е локалният FM Chirp сигнал, Rx Orange е отразеният сигнал и поради ефекта на доплеровия ефект, крайният сигнал за ритъм произвежда F1 и F2.

Разстоянието и скоростта са:

Следва статия, публикувана от университета Шанхай Джиаотонг през 2021 г., околоSSBгенератори, които прилагат FMCW въз основа наСиликонови светлинни модулатори.

Производителността на MZM е показана по следния начин: разликата в производителността на горните и долните модулатори на рамото е сравнително голяма. Коефициентът на отхвърляне на страничната лента е различен със скоростта на модулация на честотата и ефектът ще стане по -лош с увеличаване на честотата.

На следващата фигура резултатите от тестовете на системата LIDAR показват, че A/B е сигналът на ритъма със същата скорост и на различни разстояния, а C/D е сигналът на бита на едно и също разстояние и при различни скорости. Резултатите от теста достигнаха 15 мм и 0,775 м /сек.

Тук, само прилагането на силицийоптичен модулаторза FMCW се обсъжда. В действителност ефектът на силициевия оптичен модулатор не е толкова добър, колкото този наLino3 модулатор, главно защото при силициев оптичен модулатор коефициентът на промяна/абсорбция на фазата/капацитета на кръстовището е нелинеен с промяната на напрежението, както е показано на фигурата по-долу:

Тоест,

Връзката на изходната мощност намодулаторСистемата е както следва
Резултатът е детониране с висок ред:

Те ще доведат до разширяване на честотния сигнал на удара и намаляването на съотношението сигнал / шум. И така, какъв е начинът да се подобри линейността на модулатора на силиконовата светлина? Тук обсъждаме само характеристиките на самото устройство и не обсъждаме схемата за компенсация, използвайки други спомагателни структури.
Една от причините за нелинейността на фазата на модулация с напрежението е, че светлинното поле във вълновода е в различно разпределение на тежки и светлинни параметри и скоростта на промяна на фазата е различна при промяната на напрежението. Както е показано на следната снимка. Изчерпващият регион с тежка смущения се променя по -малко от този със светлинни смущения.

Следващата фигура показва кривите на промяна на изкривяването на интермодулацията от трети ред TID и хармоничното изкривяване от втори ред SHD с концентрацията на струпването, тоест честотата на модулация. Вижда се, че способността за потискане на детутацията за тежко претрупване е по -висока от тази за светлинното претрупване. Следователно ремиксирането помага за подобряване на линейността.

Горното е еквивалентно на разглеждането на С в RC модела на MZM и трябва да се вземе предвид и влиянието на R. Следва кривата на промяна на CDR3 със серийната съпротивление. Вижда се, че колкото по -малка е съпротивлението на серията, толкова по -голяма е CDR3.

Не на последно място, ефектът на силициевия модулатор не е непременно по -лош от този на Linbo3. Както е показано на фигурата по -долу, CDR3 наСиликонов модулаторще бъде по -висок от този на Linbo3 в случай на пълни пристрастия чрез разумен дизайн на структурата и дължината на модулатора. Условията за изпитване остават последователни.

В обобщение, структурният дизайн на силициевия светлинен модулатор може да бъде смекчен само, а не излекуван и дали той наистина може да се използва в системата на FMCW, се нуждае от експериментална проверка, ако може да бъде наистина, тогава той може да постигне интеграция на приемо-предавателя, което има предимства за намаляване на разходите с големи мащаби.