FMCW కోసం సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్

సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్FMCW కోసం

మనందరికీ తెలిసినట్లుగా, FMCW-ఆధారిత లిడార్ వ్యవస్థలలో అతి ముఖ్యమైన భాగాలలో ఒకటి అధిక లీనియరిటీ మాడ్యులేటర్. దీని పని సూత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది: ఉపయోగించడంDP-IQ మాడ్యులేటర్ఆధారితసింగిల్ సైడ్‌బ్యాండ్ మాడ్యులేషన్ (SSB), ఎగువ మరియు దిగువMZM తెలుగు in లోwc+wm మరియు WC-WM యొక్క సైడ్ బ్యాండ్‌లో రోడ్డుపై మరియు నల్ పాయింట్ వద్ద పని చేస్తే, wm అనేది మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ, కానీ అదే సమయంలో దిగువ ఛానల్ 90 డిగ్రీల దశ వ్యత్యాసాన్ని పరిచయం చేస్తుంది మరియు చివరకు WC-WM యొక్క కాంతి రద్దు చేయబడుతుంది, wc+wm యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ పదం మాత్రమే. చిత్రం bలో, LR నీలం స్థానిక FM చిర్ప్ సిగ్నల్, RX నారింజ ప్రతిబింబించే సిగ్నల్ మరియు డాప్లర్ ప్రభావం కారణంగా, తుది బీట్ సిగ్నల్ f1 మరియు f2లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

దూరం మరియు వేగం:

2021లో షాంఘై జియాతోంగ్ విశ్వవిద్యాలయం ప్రచురించిన వ్యాసం ఇక్కడ ఉంది, దీని గురించిఎస్.ఎస్.బి.ఆధారంగా FMCWని అమలు చేసే జనరేటర్లుసిలికాన్ లైట్ మాడ్యులేటర్లు.

MZM యొక్క పనితీరు ఈ క్రింది విధంగా చూపబడింది: ఎగువ మరియు దిగువ చేయి మాడ్యులేటర్ల పనితీరు వ్యత్యాసం సాపేక్షంగా పెద్దది. క్యారియర్ సైడ్‌బ్యాండ్ తిరస్కరణ నిష్పత్తి ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ రేటుతో భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ ప్రభావం అధ్వాన్నంగా మారుతుంది.

కింది చిత్రంలో, లైడార్ వ్యవస్థ యొక్క పరీక్ష ఫలితాలు a/b అనేది ఒకే వేగంతో మరియు వేర్వేరు దూరాలలో బీట్ సిగ్నల్ అని మరియు c/d అనేది ఒకే దూరం మరియు వేర్వేరు వేగంతో బీట్ సిగ్నల్ అని చూపిస్తున్నాయి. పరీక్ష ఫలితాలు 15mm మరియు 0.775m/s కి చేరుకున్నాయి.

ఇక్కడ, సిలికాన్ యొక్క అప్లికేషన్ మాత్రమేఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్FMCW గురించి చర్చించబడింది. వాస్తవానికి, సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ ప్రభావం అంత మంచిది కాదుLiNO3 మాడ్యులేటర్, ప్రధానంగా సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్‌లో, దశ మార్పు/శోషణ గుణకం/జంక్షన్ కెపాసిటెన్స్ వోల్టేజ్ మార్పుతో సరళంగా ఉండదు, క్రింద చూపిన విధంగా:

అంటే,

యొక్క అవుట్‌పుట్ శక్తి సంబంధంమాడ్యులేటర్వ్యవస్థ ఈ క్రింది విధంగా ఉంది
ఫలితంగా అధిక ఆర్డర్ డిట్యూనింగ్ జరుగుతుంది:

ఇవి బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్ విస్తృతం కావడానికి మరియు సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తి తగ్గడానికి కారణమవుతాయి. కాబట్టి సిలికాన్ లైట్ మాడ్యులేటర్ యొక్క లీనియరిటీని మెరుగుపరచడానికి మార్గం ఏమిటి? ఇక్కడ మనం పరికరం యొక్క లక్షణాలను మాత్రమే చర్చిస్తాము మరియు ఇతర సహాయక నిర్మాణాలను ఉపయోగించి పరిహార పథకాన్ని చర్చించము.
వోల్టేజ్‌తో మాడ్యులేషన్ దశ యొక్క నాన్-లీనియారిటీకి ఒక కారణం ఏమిటంటే, వేవ్‌గైడ్‌లోని కాంతి క్షేత్రం భారీ మరియు తేలికపాటి పారామితుల పంపిణీలో భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు వోల్టేజ్ మార్పుతో దశ మార్పు రేటు భిన్నంగా ఉంటుంది. కింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా. భారీ జోక్యం ఉన్న క్షీణత ప్రాంతం కాంతి జోక్యంతో పోలిస్తే తక్కువగా మారుతుంది.

కింది బొమ్మ క్లట్టర్ యొక్క గాఢతతో, అంటే మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీతో, మూడవ-ఆర్డర్ ఇంటర్‌మోడ్యులేషన్ డిస్టార్షన్ TID మరియు రెండవ-ఆర్డర్ హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్ SHD యొక్క మార్పు వక్రతలను చూపిస్తుంది. హెవీ క్లట్టర్ కోసం డిట్యూనింగ్ యొక్క అణచివేత సామర్థ్యం తేలికపాటి క్లట్టర్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని చూడవచ్చు. అందువల్ల, రీమిక్సింగ్ లీనియరిటీని మెరుగుపరచడంలో సహాయపడుతుంది.

పైన పేర్కొన్నది MZM యొక్క RC మోడల్‌లో C ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడానికి సమానం, మరియు R ప్రభావాన్ని కూడా పరిగణించాలి. సిరీస్ నిరోధకతతో CDR3 యొక్క మార్పు వక్రరేఖ క్రిందిది. సిరీస్ నిరోధకత చిన్నది అయితే, CDR3 అంత పెద్దదిగా ఉంటుందని చూడవచ్చు.

చివరిది కానీ అతి ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, సిలికాన్ మాడ్యులేటర్ ప్రభావం LiNbO3 కంటే అధ్వాన్నంగా ఉండనవసరం లేదు. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా, CDR3సిలికాన్ మాడ్యులేటర్మాడ్యులేటర్ యొక్క నిర్మాణం మరియు పొడవు యొక్క సహేతుకమైన రూపకల్పన ద్వారా పూర్తి పక్షపాతం విషయంలో LiNbO3 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. పరీక్ష పరిస్థితులు స్థిరంగా ఉంటాయి.

సారాంశంలో, సిలికాన్ లైట్ మాడ్యులేటర్ యొక్క నిర్మాణ రూపకల్పనను తగ్గించవచ్చు, నయం చేయలేము, మరియు దీనిని నిజంగా FMCW వ్యవస్థలో ఉపయోగించవచ్చా లేదా అనేది ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ అవసరం, అది నిజంగా చేయగలిగితే, అది ట్రాన్స్‌సీవర్ ఇంటిగ్రేషన్‌ను సాధించగలదు, ఇది పెద్ద ఎత్తున ఖర్చు తగ్గింపుకు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.