Modulador òptic de siliciper a fmcw
Com tots sabem, un dels components més importants dels sistemes LiDAR basats en FMCW és el modulador d’alta linealitat. El seu principi de funcionament es mostra a la figura següent: UtilitzantModulador DP-IQbasatModulació de banda lateral única (SSB), la part superior i inferiorMZMTreballar a Null Point, a la carretera i a la banda lateral de WC+WM i WC-WM, WM és la freqüència de modulació, però alhora el canal inferior introdueix la diferència de fase de 90 graus i, finalment, la llum de WC-WM es cancel·la, només el terme de canvi de freqüència de WC+WM. A la figura B, el blau LR és el senyal FM CHIRP local, RX Orange és el senyal reflectit i, a causa de l'efecte Doppler, el senyal de ritme final produeix F1 i F2.
La distància i la velocitat són:
A continuació es mostra un article publicat per la Universitat de Shanghai Jiaotong el 2021, sobreSSBgeneradors que implementen FMCW basats enModuladors de llum de silici.
El rendiment de MZM es mostra de la manera següent: la diferència de rendiment dels moduladors de braç superior i inferior és relativament gran. La proporció de rebuig de la banda lateral del portador és diferent amb la taxa de modulació de freqüència i l'efecte empitjorarà a mesura que augmenti la freqüència.
A la figura següent, els resultats de la prova del sistema LIDAR mostren que A/B és el senyal de ritme a la mateixa velocitat i a diferents distàncies, i C/D és el senyal de ritme a la mateixa distància i a diferents velocitats. Els resultats de la prova van arribar a 15mm i 0,775 m /s.
Aquí, només l’aplicació del siliciModulador òpticPer a FMCW es discuteix. En realitat, l'efecte del modulador òptic de silici no és tan bo com el deModulador Lino3, principalment perquè en el modulador òptic de silici, el canvi de fase/el coeficient d’absorció/capacitança d’unió no és lineal amb el canvi de tensió, tal com es mostra a la figura següent:
És a dir,
La relació de potència de sortida de lamoduladorEl sistema és el següent
El resultat és un destacat de comandes:
Això provocarà l’ampliació del senyal de freqüència de ritme i la disminució de la relació senyal-soroll. Quina és la manera de millorar la linealitat del modulador de llum de silici? Aquí només discutim les característiques del propi dispositiu i no discutim l’esquema de compensació mitjançant altres estructures auxiliars.
Una de les raons de la no linealitat de la fase de modulació amb tensió és que el camp de llum de la guia d’ona es troba en una distribució diferent de paràmetres pesats i de llum i la velocitat de canvi de fase és diferent amb el canvi de tensió. Com es mostra a la imatge següent. La regió d’esgotament amb interferències pesades canvia menys que amb interferències de llum.
La figura següent mostra les corbes de canvi de la TID de distorsió de la intermodulació de tercer ordre i la distorsió harmònica de segon ordre amb la concentració del desordre, és a dir, la freqüència de modulació. Es pot veure que la capacitat de supressió de la detecció per un desordre pesat és superior a la de la molèstia. Per tant, la remixes ajuda a millorar la linealitat.
L’anterior equival a considerar C en el model RC de MZM, i també s’ha de tenir en compte la influència de R. A continuació es mostra la corba de canvi de CDR3 amb la resistència a la sèrie. Es pot veure que com més petita sigui la resistència a la sèrie, més gran és el CDR3.
Per últim, però no per això menys important, l'efecte del modulador de silici no és necessàriament pitjor que el de Linbo3. Com es mostra a la figura següent, CDR3 delModulador de siliciserà superior al de Linbo3 en el cas de biaix complet mitjançant un disseny raonable de l'estructura i la longitud del modulador. Les condicions de prova continuen sent coherents.
En resum, el disseny estructural del modulador de llum de silici només es pot mitigar, no curar-se, i si realment es pot utilitzar en el sistema FMCW necessita una verificació experimental, si pot ser realment, pot aconseguir una integració del transceptor, que té avantatges per a la reducció de costos a gran escala.
Post Horari: 18 de març-2024