Modulatore otticu di silicone per FMCW

Modulatore otticu di siliconeper FMCW

Comu tutti sapemu, unu di i cumpunenti più impurtanti in i sistemi Lidar basati in FMCW hè u modulatore di alta linearità. U so principiu di travagliu hè mostratu in a figura seguente: UsingModulatore DP-IQbasatumodulazione di banda laterale unica (SSB), u sopra è u sottuMZMtravaglià à u puntu nulu, in a strada è in a banda laterale di wc + wm è WC-WM, wm hè a frequenza di modulazione, ma à u listessu tempu u canali più bassu introduce una differenza di fase di 90 gradi, è infine a luce di WC-WM hè annullatu, solu u termu di cambiamentu di frequenza di wc + wm. In a Figura b, LR blue hè u signale di chirp FM locale, RX orange hè u signale riflessu, è per via di l'effettu Doppler, u segnu di battitu finali produce f1 è f2.

A distanza è a velocità sò:

U seguitu hè un articulu publicatu da Shanghai Jiaotong University in 2021, circaSSBgeneratori chì implementanu FMCW basatu nantumodulatori di luce di silicone.

U rendiment di MZM hè mostratu cum'è seguente: A differenza di prestazione di i modulatori di u bracciu superiore è inferiore hè relativamente grande. U rapportu di rifiutu di a banda laterale di u trasportatore hè diversu cù a freccia di modulazione di frequenza, è l'effettu diventerà peghju cum'è a frequenza aumenta.

In a figura seguente, i risultati di a prova di u sistema Lidar mostranu chì a / b hè u segnu di battitu à a listessa velocità è à diverse distanze, è c / d hè u signale di battitu à a stessa distanza è à diverse velocità. I risultati di a prova anu righjuntu 15 mm è 0,775 m / s.

Quì, solu l'applicazione di siliciummodulatore otticuper FMCW hè discutitu. In rialità, l'effettu di u modulatore otticu di siliciu ùn hè micca bonu cum'è quellu diModulatore LiNO3, soprattuttu perchè in u modulatore otticu di siliciu, u cambiamentu di fase / coefficient d'assorbimentu / capacità di junzione hè micca lineare cù u cambiamentu di tensione, cum'è mostra in a figura sottu:

Hè,

A relazione di putenza di output di umodulatoresistema hè a siguenti
U risultatu hè un detuning d'ordine altu:

Quessi pruvucarà l'allargamentu di u signale di frequenza di battitu è ​​a diminuzione di u rapportu signal-à-rumore. Allora chì hè u modu per migliurà a linearità di u modulatore di luce di silicone? Quì discutemu solu e caratteristiche di u dispusitivu stessu, è ùn discutemu micca u schema di compensazione cù altre strutture ausiliarie.
Unu di i mutivi di a non-linearità di a fase di modulazione cù a tensione hè chì u campu di luce in a guida d'onda hè in una distribuzione differente di paràmetri pesanti è luminosi è a tarifa di cambiamentu di fase hè diversa cù u cambiamentu di tensione. Cum'è mostra in a stampa seguente. A regione di deplezione cù interferenza pesante cambia menu di quella cù interferenza ligera.

A figura seguente mostra e curve di cambiamentu di a distorsione di intermodulazione di u terzu ordine TID è a distorsione armonica di u sicondu ordine SHD cù a cuncentrazione di l'ingossu, vale à dì a frequenza di modulazione. Pò esse vistu chì l'abilità di suppressione di u detuning per l'ingaghjamentu pesante hè più altu ch'è per l'imbuttatura ligera. Dunque, remixing aiuta à migliurà a linearità.

U sopra hè equivalente à cunsiderà C in u mudellu RC di MZM, è l'influenza di R deve ancu esse cunsideratu. A seguita hè a curva di cambiamentu di CDR3 cù a resistenza di serie. Pò esse vistu chì u più chjucu a resistenza di a serie, u più grande u CDR3.

Infine, ma micca menu, l'effettu di u modulatore di siliciu ùn hè micca necessariamente peggiu di quellu di LiNbO3. Comu mostra in a figura sottu, CDR3 di umodulatore di siliciuserà più altu ch'è quellu di LiNbO3 in u casu di preghjudiziu cumpletu attraversu un disignu raghjone di a struttura è a lunghezza di u modulatore. E cundizioni di prova restanu coerenti.

In riassuntu, u disignu strutturale di u modulatore di luce di siliciu pò esse solu mitigatu, micca guaritu, è s'ellu pò esse veramente usatu in u sistema FMCW hà bisognu di verificazione sperimentale, se pò esse veramente, allora pò ottene l'integrazione di transceiver, chì hà vantaghji. per una riduzione di costi à grande scala.