સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરFMCW માટે
જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, FMCW-આધારિત લિડર સિસ્ટમ્સમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોમાંનું એક ઉચ્ચ રેખીયતા મોડ્યુલેટર છે. તેનો કાર્ય સિદ્ધાંત નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે: ઉપયોગ કરીનેDP-IQ મોડ્યુલેટરઆધારિતસિંગલ સાઇડબેન્ડ મોડ્યુલેશન (SSB), ઉપર અને નીચેએમઝેડએમરસ્તા પર અને wc+wm અને WC-WM ના સાઇડ બેન્ડની નીચે, શૂન્ય બિંદુ પર કાર્ય કરો, wm એ મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સી છે, પરંતુ તે જ સમયે નીચલી ચેનલ 90 ડિગ્રી ફેઝ ડિફરન્સ રજૂ કરે છે, અને અંતે WC-WM નો પ્રકાશ રદ થાય છે, ફક્ત wc+wm નો ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ ટર્મ. આકૃતિ b માં, LR વાદળી સ્થાનિક FM ચીપ સિગ્નલ છે, RX નારંગી પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ છે, અને ડોપ્લર અસરને કારણે, અંતિમ બીટ સિગ્નલ f1 અને f2 ઉત્પન્ન કરે છે.
અંતર અને ગતિ છે:
નીચે 2021 માં શાંઘાઈ જિયાઓટોંગ યુનિવર્સિટી દ્વારા પ્રકાશિત એક લેખ છે, જે વિશેએસએસબીજનરેટર જે FMCW ને અમલમાં મૂકે છે તેના આધારેસિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટર.
MZM નું પ્રદર્શન નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવ્યું છે: ઉપલા અને નીચલા હાથના મોડ્યુલેટરનો પ્રદર્શન તફાવત પ્રમાણમાં મોટો છે. વાહક સાઇડબેન્ડ અસ્વીકાર ગુણોત્તર ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન રેટ સાથે અલગ છે, અને ફ્રીક્વન્સી વધતાં તેની અસર વધુ ખરાબ થશે.
નીચેના આકૃતિમાં, લિડર સિસ્ટમના પરીક્ષણ પરિણામો દર્શાવે છે કે a/b એ સમાન ગતિએ અને વિવિધ અંતરે બીટ સિગ્નલ છે, અને c/d એ સમાન અંતરે અને વિવિધ ગતિએ બીટ સિગ્નલ છે. પરીક્ષણ પરિણામો 15mm અને 0.775m/s સુધી પહોંચ્યા.
અહીં, ફક્ત સિલિકોનનો ઉપયોગઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરFMCW માટે ચર્ચા કરવામાં આવી છે. વાસ્તવમાં, સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરની અસરLiNO3 મોડ્યુલેટર, મુખ્યત્વે કારણ કે સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરમાં, તબક્કા પરિવર્તન/શોષણ ગુણાંક/જંકશન કેપેસીટન્સ વોલ્ટેજ પરિવર્તન સાથે બિન-રેખીય હોય છે, જેમ કે નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે:
એટલે કે,
આઉટપુટ પાવર સંબંધમોડ્યુલેટરસિસ્ટમ નીચે મુજબ છે
પરિણામ એક ઉચ્ચ ક્રમનું ડિટ્યુનિંગ છે:
આનાથી બીટ ફ્રીક્વન્સી સિગ્નલનું વિસ્તરણ થશે અને સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયો ઘટશે. તો સિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટરની રેખીયતા સુધારવાનો રસ્તો શું છે? અહીં આપણે ફક્ત ઉપકરણની લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરીશું, અને અન્ય સહાયક રચનાઓનો ઉપયોગ કરીને વળતર યોજનાની ચર્ચા કરીશું નહીં.
વોલ્ટેજ સાથે મોડ્યુલેશન તબક્કાની બિન-રેખીયતાનું એક કારણ એ છે કે વેવગાઇડમાં પ્રકાશ ક્ષેત્ર ભારે અને પ્રકાશ પરિમાણોના અલગ વિતરણમાં છે અને વોલ્ટેજના ફેરફાર સાથે તબક્કા પરિવર્તન દર અલગ છે. નીચેના ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. ભારે હસ્તક્ષેપ સાથે અવક્ષય ક્ષેત્ર પ્રકાશ હસ્તક્ષેપ કરતા ઓછો બદલાય છે.
નીચેનો આકૃતિ ત્રીજા ક્રમના ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિ TID અને બીજા ક્રમના હાર્મોનિક વિકૃતિ SHD ના ફેરફાર વળાંકોને ક્લટરની સાંદ્રતા સાથે દર્શાવે છે, એટલે કે, મોડ્યુલેશન આવર્તન. તે જોઈ શકાય છે કે ભારે ક્લટર માટે ડિટ્યુનિંગની દમન ક્ષમતા હળવા ક્લટર કરતા વધારે છે. તેથી, રિમિક્સિંગ રેખીયતા સુધારવામાં મદદ કરે છે.
ઉપરોક્ત MZM ના RC મોડેલમાં C ને ધ્યાનમાં લેવા સમાન છે, અને R ના પ્રભાવને પણ ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. નીચે શ્રેણી પ્રતિકાર સાથે CDR3 નો ફેરફાર વળાંક છે. તે જોઈ શકાય છે કે શ્રેણી પ્રતિકાર જેટલો નાનો હશે, તેટલો CDR3 મોટો હશે.
છેલ્લે પણ ઓછામાં ઓછું નહીં, સિલિકોન મોડ્યુલેટરની અસર LiNbO3 કરતા વધુ ખરાબ હોવી જરૂરી નથી. નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, CDR3સિલિકોન મોડ્યુલેટરમોડ્યુલેટરની રચના અને લંબાઈની વાજબી ડિઝાઇન દ્વારા સંપૂર્ણ પૂર્વગ્રહના કિસ્સામાં LiNbO3 કરતા વધારે હશે. પરીક્ષણ પરિસ્થિતિઓ સુસંગત રહે છે.
સારાંશમાં, સિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટરની માળખાકીય ડિઝાઇન ફક્ત ઘટાડી શકાય છે, ઉપચાર કરી શકાતી નથી, અને તેનો ખરેખર FMCW સિસ્ટમમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે કે કેમ તે પ્રાયોગિક ચકાસણીની જરૂર છે, જો તે ખરેખર થઈ શકે છે, તો તે ટ્રાન્સસીવર એકીકરણ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેના મોટા પાયે ખર્ચ ઘટાડવાના ફાયદા છે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-૧૮-૨૦૨૪