Модулятори оптикии силиконбарои FMCW
Тавре ки ҳамаи мо медонем, яке аз муҳимтарин ҷузъҳо дар системаҳои Lidar дар асоси FMCW модулятори хаттии баланд мебошад. Принсипи кори он дар расми зерин нишон дода шудааст: ИстифодаиМодулятори DP-IQасосёфтаМодуляцияи яктарафаи паҳлӯӣ (SSB), болоӣ ва поёнӣМЗМкор дар нуқтаи сифр, дар роҳ ва дар поёни банди паҳлӯии wc+wm ва WC-WM, wm басомади модулятсия аст, аммо дар айни замон канали поёнӣ фарқияти фазаи 90 дараҷаро ворид мекунад ва дар ниҳоят нури WC-WM бекор карда мешавад, танҳо узви тағйири басомади wc+wm. Дар расми b, кабуди LR сигнали маҳаллии чир-чири FM, норанҷии RX сигнали инъикосшуда аст ва аз сабаби таъсири Доплер, сигнали зарбаи ниҳоӣ f1 ва f2-ро ба вуҷуд меорад.
Масофа ва суръат инҳоянд:
Дар зер мақолае оварда шудааст, ки аз ҷониби Донишгоҳи Шанхай Ҷиаотонг дар соли 2021 нашр шудааст, дар бораиSSBгенераторҳое, ки FMCW-ро дар асоси он амалӣ мекунандмодуляторҳои рӯшноии силикон.
Самаранокии MZM чунин нишон дода шудааст: Тафовути самаранокии модуляторҳои дастҳои болоӣ ва поёнӣ нисбатан калон аст. Таносуби радди банди паҳлӯии интиқолдиҳанда бо суръати модуляцияи басомад фарқ мекунад ва бо афзоиши басомад таъсир бадтар мешавад.
Дар расми зер, натиҷаҳои санҷиши системаи Lidar нишон медиҳанд, ки a/b сигнали зарба дар ҳамон суръат ва дар масофаҳои гуногун ва c/d сигнали зарба дар ҳамон масофа ва дар суръатҳои гуногун аст. Натиҷаҳои санҷиш ба 15 мм ва 0.775 м/с расиданд.
Дар ин ҷо, танҳо истифодаи кремниймодулятори оптикӣбарои FMCW баррасӣ мешавад. Дар асл, таъсири модулятори оптикии кремний ба мисли он киМодулятори LiNO3, асосан аз он сабаб, ки дар модулятори оптикии кремний, тағирёбии фаза/коэффитсиенти ҷаббида/иқтидори пайванд бо тағирёбии шиддат ғайрихаттӣ аст, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст:
Яъне,
Муносибати қувваи баромадимодуляторсистема чунин аст
Натиҷа як детекторатсияи тартиби баланд аст:
Инҳо боиси васеъ шудани сигнали басомади зарба ва коҳиш ёфтани таносуби сигнал ба садо мегарданд. Пас, роҳи беҳтар кардани хаттии модулятори рӯшноии кремний кадом аст? Дар ин ҷо мо танҳо хусусиятҳои худи дастгоҳро баррасӣ мекунем ва схемаи ҷубронро бо истифода аз дигар сохторҳои ёрирасон баррасӣ намекунем.
Яке аз сабабҳои ғайрихаттии фазаи модулятсия бо шиддат дар он аст, ки майдони рӯшноӣ дар мавҷгир дар тақсимоти гуногуни параметрҳои вазнин ва сабук ҷойгир аст ва суръати тағйирёбии фаза бо тағйирёбии шиддат фарқ мекунад. Тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст. Минтақаи камшавӣ бо интерференсияи шадид нисбат ба интерференсияи рӯшноӣ камтар тағйир меёбад.
Дар расми зерин каҷхатҳои тағйирёбии TID таҳрифи интермодулятсионии тартиби сеюм ва таҳрифи гармоникии тартиби дуюм SHD бо консентратсияи бесарусомонӣ, яъне басомади модуляция нишон дода шудаанд. Дидан мумкин аст, ки қобилияти пахшкунии детекторатсия барои бесарусомониҳои вазнин нисбат ба бесарусомониҳои сабук баландтар аст. Аз ин рӯ, ремикс ба беҳтар шудани хаттӣ мусоидат мекунад.
Ин ба баррасии C дар модели RC-и MZM баробар аст ва таъсири R-ро низ бояд ба назар гирифт. Дар зер каҷхати тағйирёбии CDR3 бо муқовимати силсилавӣ оварда шудааст. Дидан мумкин аст, ки ҳар қадар муқовимати силсилавӣ хурдтар бошад, CDR3 ҳамон қадар калонтар аст.
Дар охир, таъсири модулятори кремний на ҳамеша аз таъсири LiNbO3 бадтар аст. Тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, CDR3-имодулятори силикондар сурати майли пурра тавассути тарҳрезии оқилонаи сохтор ва дарозии модулятор, нисбат ба LiNbO3 баландтар хоҳад буд. Шароити санҷиш яксон боқӣ мемонад.
Хулоса, тарҳи сохтории модулятори рӯшноии кремнийро танҳо метавон кам кард, на табобат кард ва муайян кардани он, ки оё он воқеан дар системаи FMCW истифода мешавад ё не, ба санҷиши таҷрибавӣ ниёз дорад, агар он воқеан истифода шавад, пас он метавонад ба ҳамгироии трансивер ноил гардад, ки барои коҳиш додани хароҷоти миқёси калон бартариҳо дорад.
Вақти нашр: 18 марти соли 2024