FMCW માટે સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટર

સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરFMCW માટે

જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, FMCW-આધારિત લિડર સિસ્ટમ્સમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોમાંનું એક ઉચ્ચ રેખીયતા મોડ્યુલેટર છે. તેના કાર્યનો સિદ્ધાંત નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે: ઉપયોગ કરવોDP-IQ મોડ્યુલેટરઆધારિતસિંગલ સાઇડબેન્ડ મોડ્યુલેશન (SSB), ઉપલા અને નીચલાMZMનલ પોઈન્ટ પર, રોડ પર અને WC+wm અને WC-WM ના સાઇડ બેન્ડની નીચે કામ 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 કરવામાં આવે છે, માત્ર wc+wm ની આવર્તન શિફ્ટ ટર્મ. આકૃતિ b માં, LR વાદળી એ સ્થાનિક FM ચીપ સિગ્નલ છે, RX નારંગી એ પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ છે, અને ડોપ્લર અસરને લીધે, અંતિમ બીટ સિગ્નલ f1 અને f2 ઉત્પન્ન કરે છે.

અંતર અને ઝડપ છે:

નીચે 2021 માં શાંઘાઈ જિયાઓટોંગ યુનિવર્સિટી દ્વારા પ્રકાશિત થયેલ એક લેખ છેએસએસબીજનરેટર કે જે FMCW પર આધારિત છેસિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટર્સ.

MZM નું પ્રદર્શન નીચે પ્રમાણે બતાવવામાં આવ્યું છે: ઉપલા અને નીચલા હાથના મોડ્યુલેટર્સની કામગીરીમાં તફાવત પ્રમાણમાં મોટો છે. કેરિયર સાઇડબેન્ડ રિજેક્શન રેશિયો ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન રેટ સાથે અલગ છે અને આવર્તન વધવાથી અસર વધુ ખરાબ થશે.

નીચેની આકૃતિમાં, લિડર સિસ્ટમના પરીક્ષણ પરિણામો દર્શાવે છે કે a/b એ સમાન ઝડપે અને અલગ-અલગ અંતરે બીટ સિગ્નલ છે, અને c/d એ સમાન અંતરે અને અલગ-અલગ ઝડપે બીટ સિગ્નલ છે. પરીક્ષણ પરિણામો 15mm અને 0.775m/s સુધી પહોંચ્યા.

અહીં, માત્ર સિલિકોનની અરજીઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરFMCW માટે ચર્ચા કરવામાં આવી છે. વાસ્તવમાં, સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરની અસર જેટલી સારી નથીLiNO3 મોડ્યુલેટર, મુખ્યત્વે કારણ કે સિલિકોન ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરમાં, તબક્કો ફેરફાર/શોષણ ગુણાંક/જંકશન કેપેસીટન્સ વોલ્ટેજ ફેરફાર સાથે બિન-રેખીય છે, નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે:

એટલે કે,

નો આઉટપુટ પાવર સંબંધમોડ્યુલેટરસિસ્ટમ નીચે મુજબ છે
પરિણામ એ ઉચ્ચ ક્રમમાં ડિટ્યુનિંગ છે:

આ બીટ ફ્રિકવન્સી સિગ્નલના વિસ્તૃતીકરણ અને સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયોમાં ઘટાડોનું કારણ બનશે. તો સિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટરની રેખીયતાને સુધારવાનો રસ્તો શું છે? અહીં અમે ફક્ત ઉપકરણની જ લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરીએ છીએ, અને અન્ય સહાયક માળખાનો ઉપયોગ કરીને વળતર યોજનાની ચર્ચા કરતા નથી.
વોલ્ટેજ સાથે મોડ્યુલેશન તબક્કાની બિન-રેખીયતા માટેનું એક કારણ એ છે કે વેવગાઇડમાં પ્રકાશ ક્ષેત્ર ભારે અને પ્રકાશ પરિમાણોના વિવિધ વિતરણમાં છે અને વોલ્ટેજના ફેરફાર સાથે તબક્કામાં ફેરફાર દર અલગ છે. નીચેના ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. ભારે દખલગીરી સાથેનો અવક્ષય પ્રદેશ પ્રકાશની દખલગીરી કરતા ઓછો બદલાય છે.

નીચેની આકૃતિ ક્લટરની સાંદ્રતા, એટલે કે, મોડ્યુલેશન આવર્તન સાથે ત્રીજા-ક્રમના ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિ TID અને બીજા-ક્રમના હાર્મોનિક વિકૃતિ SHD ના પરિવર્તન વણાંકો દર્શાવે છે. તે જોઈ શકાય છે કે ભારે ક્લટર માટે ડિટ્યુનિંગની દબાવવાની ક્ષમતા હળવા ક્લટર કરતા વધારે છે. તેથી, રીમિક્સ રેખીયતાને સુધારવામાં મદદ કરે છે.

ઉપરોક્ત MZM ના RC મોડેલમાં C ને ધ્યાનમાં લેવા સમાન છે, અને R ના પ્રભાવને પણ ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. સીરિઝ રેઝિસ્ટન્સ સાથે CDR3 નો બદલાવ વળાંક નીચે મુજબ છે. તે જોઈ શકાય છે કે શ્રેણીનો પ્રતિકાર જેટલો નાનો છે, તેટલો મોટો CDR3.

છેલ્લું પરંતુ ઓછામાં ઓછું નહીં, સિલિકોન મોડ્યુલેટરની અસર LiNbO3 કરતાં વધુ ખરાબ હોય તે જરૂરી નથી. નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, CDR3સિલિકોન મોડ્યુલેટરમોડ્યુલેટરની રચના અને લંબાઈની વાજબી ડિઝાઇન દ્વારા સંપૂર્ણ પૂર્વગ્રહના કિસ્સામાં LiNbO3 કરતા વધારે હશે. ટેસ્ટ શરતો સુસંગત રહે છે.

સારાંશમાં, સિલિકોન લાઇટ મોડ્યુલેટરની માળખાકીય ડિઝાઇનને માત્ર ઘટાડી શકાય છે, તેને ઠીક કરી શકાતી નથી, અને તે ખરેખર FMCW સિસ્ટમમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે કે કેમ તે માટે પ્રાયોગિક ચકાસણીની જરૂર છે, જો તે ખરેખર હોઈ શકે, તો તે ટ્રાન્સસીવર એકીકરણ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેના ફાયદા છે. મોટા પાયે ખર્ચ ઘટાડવા માટે.