Siliziozko modulatzaile optikoaFMCWrako
Dakigunez, FMCW-n oinarritutako Lidar sistemen osagai garrantzitsuenetako bat linealtasun handiko moduladorea da. Bere funtzionamendu-printzipioa hurrengo irudian ageri da: ErabilizDP-IQ modulatzaileaoinarritutaalbo-banda bakarreko modulazioa (SSB), goikoa eta behekoaMZMPuntu nuluan lanean, errepidean eta wc+wm eta WC-WM-ren alboko bandan behera, wm modulazio-maiztasuna da, baina aldi berean beheko kanalak 90 graduko fase-diferentzia sartzen du, eta azkenik WC-WM-ren argia ezeztatzen da, wc+wm-ren maiztasun-aldaketa terminoa bakarrik. B irudian, LR urdina tokiko FM txirp seinalea da, RX laranja islatutako seinalea, eta Doppler efektuagatik, azken taupada-seinaleak f1 eta f2 sortzen ditu.
Distantzia eta abiadura hauek dira:
Honako hau Shanghai Jiaotong Unibertsitateak 2021ean argitaratutako artikulu bat da, honi buruzSSBFMCW oinarritzat hartuta ezartzen duten sorgailuaksiliziozko argi modulatzaileak.
MZM-ren errendimendua honela erakusten da: Goiko eta beheko besoko modulatzaileen errendimendu-aldea nahiko handia da. Eramailearen alboko bandaren ukapen-erlazioa desberdina da maiztasun-modulazio-tasarekin, eta efektua okerrera egingo da maiztasuna handitzen den heinean.
Hurrengo irudian, Lidar sistemaren proben emaitzek erakusten dute a/b abiadura berean eta distantzia desberdinetan dagoen taupada-seinalea dela, eta c/d distantzia berean eta abiadura desberdinetan dagoen taupada-seinalea dela. Proben emaitzek 15 mm eta 0,775 m/s-ko abiadura lortu zuten.
Hemen, silizioaren aplikazioa bakarrikmodulatzaile optikoaFMCWrako eztabaidatzen da. Egia esan, siliziozko modulatzaile optikoaren efektua ez da hain onaLiNO3 modulatzailea, batez ere siliziozko modulatzaile optikoan fase-aldaketa/xurgapen-koefizientea/juntura-kapazitantzia ez delako lineala tentsio-aldaketarekin, beheko irudian erakusten den bezala:
Hau da,
Irteerako potentziaren erlazioamodulatzailesistema honako hau da
Emaitza ordena handiko desintonizazioa da:
Hauek taupada-maiztasuneko seinalearen zabaltzea eta seinale-zarata erlazioaren gutxitzea eragingo dute. Beraz, zein da siliziozko argi-modulatzailearen linealtasuna hobetzeko modua? Hemen gailuaren beraren ezaugarriak baino ez ditugu aztertuko, eta ez dugu beste egitura laguntzaile batzuk erabiltzen diren konpentsazio-eskema aztertuko.
Modulazio-fasearen eta tentsioaren arteko linealtasun ezaren arrazoietako bat da uhin-gidako argi-eremua parametro astun eta arinak desberdin banatzen dituela eta fase-aldaketa-tasa desberdina dela tentsioaren aldaketarekin. Hurrengo irudian ikusten den bezala. Interferentzia handia duen agortze-eskualdea argi-interferentzia duena baino gutxiago aldatzen da.
Hurrengo irudiak hirugarren ordenako intermodulazio-distortsio TIDaren eta bigarren ordenako harmoniko-distortsio SHDaren aldaketa-kurbak erakusten ditu nahaste-kontzentrazioaren arabera, hau da, modulazio-maiztasunaren arabera. Ikus daiteke nahaste-mugimenduaren desintonizazioaren ezabatze-gaitasuna nahaste-mugimendu arinerakoa baino handiagoa dela. Beraz, nahasketak linealtasuna hobetzen laguntzen du.
Goikoa MZM-ren RC ereduan C kontsideratzearen baliokidea da, eta R-ren eragina ere kontuan hartu behar da. Jarraian, CDR3-ren aldaketa-kurba ageri da serieko erresistentziarekin. Ikus daiteke zenbat eta txikiagoa izan serieko erresistentzia, orduan eta handiagoa dela CDR3.
Azkenik, baina ez horregatik garrantzi gutxiagokoa, silizio modulatzailearen efektua ez da nahitaez LiNbO3-rena baino okerragoa. Beheko irudian ikusten den bezala, CDR3-rensiliziozko modulatzaileaLiNbO3-rena baino handiagoa izango da polarizazio osoa dagoenean, modulatzailearen egituraren eta luzeraren diseinu arrazoizkoaren bidez. Proba-baldintzak koherenteak dira.
Laburbilduz, siliziozko argi modulatzailearen egitura-diseinua arindu besterik ezin da egin, ez sendatu, eta FMCW sisteman benetan erabil daitekeen ala ez egiaztapen esperimentala behar da; benetan erabil badaiteke, orduan transzeptorearen integrazioa lor daiteke, eta horrek abantailak ditu kostuak eskala handian murrizteko.
Argitaratze data: 2024ko martxoaren 18a