Modulatore otticu di silicone per FMCW

Modulatore otticu di siliciuper FMCW

Cum'è tutti sapemu, unu di i cumpunenti i più impurtanti in i sistemi Lidar basati nantu à FMCW hè u modulatore d'alta linearità. U so principiu di funziunamentu hè mostratu in a figura seguente: UsenduModulatore DP-IQbasatumodulazione à banda laterale unica (SSB), a parte superiore è inferioreMZMTravaglià à u puntu nullu, nantu à a strada è in giù per a banda laterale di wc+wm è WC-WM, wm hè a frequenza di modulazione, ma à u listessu tempu u canale inferiore introduce una differenza di fase di 90 gradi, è infine a luce di WC-WM hè annullata, solu u termine di cambiamentu di frequenza di wc+wm. In a Figura b, LR blu hè u signale chirp FM lucale, RX aranciu hè u signale riflessu, è per via di l'effettu Doppler, u signale di battitu finale produce f1 è f2.

A distanza è a velocità sò:

Eccu un articulu publicatu da l'Università Jiaotong di Shanghai in u 2021, nantu àSSBgeneratori chì implementanu FMCW basatu annantu àmodulatori di luce di silicone.

A prestazione di MZM hè mostrata cusì: A differenza di prestazione di i modulatori di u bracciu superiore è inferiore hè relativamente grande. U rapportu di rigettu di a banda laterale di a portante hè diversu cù a velocità di modulazione di frequenza, è l'effettu peghjurerà cù l'aumentu di a frequenza.

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

Quì, solu l'applicazione di u siliconemodulatore otticuper FMCW hè discussu. In realtà, l'effettu di u modulatore otticu di siliciu ùn hè micca cusì bonu cum'è quellu diModulatore LiNO3, principalmente perchè in u modulatore otticu di siliciu, u cambiamentu di fase / coefficiente di assorbimentu / capacità di giunzione ùn hè micca lineare cù u cambiamentu di tensione, cum'è mostratu in a figura sottu:

Hè,

A relazione di putenza di uscita di umodulatoreu sistema hè u seguente
U risultatu hè una detunazione d'ordine altu:

Quessi pruvucaranu l'allargamentu di u signale di frequenza di battimentu è a diminuzione di u rapportu signale-rumore. Dunque, chì hè u modu per migliurà a linearità di u modulatore di luce di siliciu? Quì discutemu solu e caratteristiche di u dispusitivu stessu, è ùn discutemu micca u schema di compensazione aduprendu altre strutture ausiliarie.
Una di e ragioni di a non linearità di a fase di modulazione cù a tensione hè chì u campu luminosu in a guida d'onda hè in una distribuzione diversa di parametri pesanti è leggeri è a velocità di cambiamentu di fase hè diversa cù u cambiamentu di tensione. Cum'è mostratu in l'imagine seguente. A regione di svuotamentu cù interferenza pesante cambia menu di quella cù interferenza luminosa.

A figura seguente mostra e curve di cambiamentu di a distorsione d'intermodulazione di terzu ordine TID è di a distorsione armonica di secondu ordine SHD cù a cuncentrazione di u clutter, vale à dì, a frequenza di modulazione. Si pò vede chì a capacità di soppressione di a detunazione per u clutter pesante hè più alta chè quella per u clutter leggeru. Dunque, u remixing aiuta à migliurà a linearità.

Quì sopra hè equivalente à cunsiderà C in u mudellu RC di MZM, è l'influenza di R deve ancu esse cunsiderata. Quì sottu hè a curva di cambiamentu di CDR3 cù a resistenza in serie. Si pò vede chì più chjuca hè a resistenza in serie, più grande hè u CDR3.

Infine, l'effettu di u modulatore di siliciu ùn hè micca necessariamente peghju chè quellu di LiNbO3. Cum'è mostratu in a figura sottu, CDR3 di umodulatore di siliciuserà più altu chè quellu di LiNbO3 in casu di polarizazione cumpleta per via di una cuncepzione raghjonevule di a struttura è di a lunghezza di u modulatore. E cundizioni di prova restanu coerenti.

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