FMCW కోసం సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్

సిలికాన్ ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్FMCW కోసం

మనందరికీ తెలిసినట్లుగా, FMCW-ఆధారిత లిడార్ సిస్టమ్‌లలో అత్యంత ముఖ్యమైన భాగాలలో ఒకటి హై లీనియారిటీ మాడ్యులేటర్. దీని పని సూత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది: ఉపయోగించడంDP-IQ మాడ్యులేటర్ఆధారంగాసింగిల్ సైడ్‌బ్యాండ్ మాడ్యులేషన్ (SSB), ఎగువ మరియు దిగువMZMశూన్య బిందువు వద్ద, wc+wm మరియు WC-WM యొక్క సైడ్ బ్యాండ్‌లో రోడ్డుపై మరియు క్రిందికి పని చేయండి, wm అనేది మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ, కానీ అదే సమయంలో దిగువ ఛానెల్ 90 డిగ్రీల దశ వ్యత్యాసాన్ని మరియు చివరకు WC-WM యొక్క కాంతిని పరిచయం చేస్తుంది. రద్దు చేయబడింది, wc+wm యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ పదం మాత్రమే. మూర్తి bలో, LR బ్లూ అనేది స్థానిక FM చిర్ప్ సిగ్నల్, RX ఆరెంజ్ ప్రతిబింబించే సిగ్నల్, మరియు డాప్లర్ ప్రభావం కారణంగా, చివరి బీట్ సిగ్నల్ f1 మరియు f2ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

దూరం మరియు వేగం:

షాంఘై జియాతోంగ్ విశ్వవిద్యాలయం 2021లో ప్రచురించిన కథనం క్రిందిదిSSBఆధారంగా FMCWని అమలు చేసే జనరేటర్లుసిలికాన్ లైట్ మాడ్యులేటర్లు.

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

కింది చిత్రంలో, లైడార్ సిస్టమ్ యొక్క పరీక్ష ఫలితాలు a/b అనేది ఒకే వేగంతో మరియు వేర్వేరు దూరాల్లో బీట్ సిగ్నల్ అని మరియు c/d అనేది అదే దూరం మరియు విభిన్న వేగంతో బీట్ సిగ్నల్ అని చూపిస్తుంది. పరీక్ష ఫలితాలు 15mm మరియు 0.775m/sకి చేరుకున్నాయి.

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

అంటే,

యొక్క అవుట్పుట్ పవర్ సంబంధంమాడ్యులేటర్వ్యవస్థ క్రింది విధంగా ఉంది
ఫలితం హై ఆర్డర్ డిట్యూనింగ్:

ఇవి బీట్ ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్ యొక్క విస్తరణకు మరియు సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తి తగ్గడానికి కారణమవుతాయి. కాబట్టి సిలికాన్ లైట్ మాడ్యులేటర్ యొక్క సరళతను మెరుగుపరచడానికి మార్గం ఏమిటి? ఇక్కడ మేము పరికరం యొక్క లక్షణాలను మాత్రమే చర్చిస్తాము మరియు ఇతర సహాయక నిర్మాణాలను ఉపయోగించి పరిహారం పథకాన్ని చర్చించము.
వోల్టేజ్‌తో మాడ్యులేషన్ దశ యొక్క నాన్-లీనియారిటీకి గల కారణాలలో ఒకటి ఏమిటంటే, వేవ్‌గైడ్‌లోని కాంతి క్షేత్రం భారీ మరియు తేలికపాటి పారామితుల యొక్క విభిన్న పంపిణీలో ఉంటుంది మరియు వోల్టేజ్ మార్పుతో దశ మార్పు రేటు భిన్నంగా ఉంటుంది. కింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా. భారీ జోక్యంతో క్షీణత ప్రాంతం కాంతి జోక్యంతో పోలిస్తే తక్కువగా మారుతుంది.

అయోమయ ఏకాగ్రతతో, అంటే మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీతో థర్డ్-ఆర్డర్ ఇంటర్‌మోడ్యులేషన్ డిస్టార్షన్ TID మరియు సెకండ్-ఆర్డర్ హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్ SHD యొక్క మార్పు వక్రతలను క్రింది బొమ్మ చూపుతుంది. భారీ అయోమయానికి డిట్యూనింగ్ యొక్క అణచివేత సామర్థ్యం తేలికపాటి అయోమయానికి కంటే ఎక్కువగా ఉందని చూడవచ్చు. అందువల్ల, రీమిక్సింగ్ సరళతను మెరుగుపరచడంలో సహాయపడుతుంది.

పైన పేర్కొన్నది MZM యొక్క RC మోడల్‌లో Cని పరిగణించడానికి సమానం మరియు R యొక్క ప్రభావాన్ని కూడా పరిగణించాలి. సీరీస్ రెసిస్టెన్స్‌తో CDR3 యొక్క మార్పు వక్రరేఖ క్రిందిది. శ్రేణి నిరోధకత చిన్నది, CDR3 పెద్దది అని చూడవచ్చు.

చివరిది కానీ, సిలికాన్ మాడ్యులేటర్ ప్రభావం LiNbO3 కంటే అధ్వాన్నంగా ఉండదు. దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, యొక్క 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 స్ట్రక్చరల్ డిజైన్ తగ్గించబడుతుంది, నయం చేయబడదు మరియు FMCW సిస్టమ్‌లో ఇది నిజంగా ఉపయోగించబడుతుందా లేదా అనేది ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ అవసరం, అది నిజంగా ఉంటే, అది ట్రాన్స్‌సీవర్ ఇంటిగ్రేషన్‌ను సాధించగలదు, ఇది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. పెద్ద ఎత్తున ఖర్చు తగ్గింపు కోసం.