FMCW க்கான சிலிக்கான் ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்

சிலிக்கான் ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்FMCW-க்கு

நாம் அனைவரும் அறிந்தபடி, FMCW-அடிப்படையிலான லிடார் அமைப்புகளில் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்று உயர் நேரியல்பு மாடுலேட்டர் ஆகும். அதன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது: பயன்படுத்துதல்DP-IQ மாடுலேட்டர்அடிப்படையிலானதுஒற்றை பக்கப்பட்டை பண்பேற்றம் (SSB), மேல் மற்றும் கீழ்MZMwc+wm மற்றும் WC-WM இன் பக்கவாட்டுப் பட்டையில், சாலையில் மற்றும் கீழே பூஜ்ய புள்ளியில் வேலை செய்தால், wm என்பது பண்பேற்ற அதிர்வெண் ஆகும், ஆனால் அதே நேரத்தில் கீழ் சேனல் 90 டிகிரி கட்ட வேறுபாட்டை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இறுதியாக WC-WM இன் ஒளி ரத்து செய்யப்படுகிறது, wc+wm இன் அதிர்வெண் மாற்ற கால அளவு மட்டுமே. படம் b இல், LR நீலம் உள்ளூர் FM சிர்ப் சிக்னலாகும், RX ஆரஞ்சு பிரதிபலித்த சிக்னலாகும், மேலும் டாப்ளர் விளைவு காரணமாக, இறுதி பீட் சிக்னல் f1 மற்றும் f2 ஐ உருவாக்குகிறது.

தூரம் மற்றும் வேகம்:

பின்வருவது 2021 ஆம் ஆண்டில் ஷாங்காய் ஜியாடோங் பல்கலைக்கழகத்தால் வெளியிடப்பட்ட ஒரு கட்டுரை,எஸ்.எஸ்.பி.FMCW ஐ செயல்படுத்தும் ஜெனரேட்டர்கள் அடிப்படையில்சிலிக்கான் ஒளி மாடுலேட்டர்கள்.

MZM இன் செயல்திறன் பின்வருமாறு காட்டப்பட்டுள்ளது: மேல் மற்றும் கீழ் கை மாடுலேட்டர்களின் செயல்திறன் வேறுபாடு ஒப்பீட்டளவில் பெரியது. கேரியர் பக்கப்பட்டி நிராகரிப்பு விகிதம் அதிர்வெண் பண்பேற்ற விகிதத்துடன் வேறுபட்டது, மேலும் அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது விளைவு மோசமாகிவிடும்.

பின்வரும் படத்தில், லிடார் அமைப்பின் சோதனை முடிவுகள் a/b என்பது ஒரே வேகத்திலும் வெவ்வேறு தூரங்களிலும் உள்ள பீட் சிக்னலாகவும், c/d என்பது ஒரே தூரத்திலும் வெவ்வேறு வேகங்களிலும் உள்ள பீட் சிக்னலாகவும் இருப்பதைக் காட்டுகிறது. சோதனை முடிவுகள் 15மிமீ மற்றும் 0.775மீ/வி என்ற வேகத்தை எட்டின.

இங்கே, சிலிக்கானின் பயன்பாடு மட்டுமேஒளியியல் பண்பேற்றிFMCW பற்றி விவாதிக்கப்படுகிறது. உண்மையில், சிலிக்கான் ஆப்டிகல் மாடுலேட்டரின் விளைவு அதன் விளைவைப் போல சிறப்பாக இல்லை.LiNO3 மாடுலேட்டர், முக்கியமாக சிலிக்கான் ஆப்டிகல் மாடுலேட்டரில், கட்ட மாற்றம்/உறிஞ்சுதல் குணகம்/சந்தி கொள்ளளவு மின்னழுத்த மாற்றத்துடன் நேரியல் அல்லாததாக இருப்பதால், கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது:

அதாவது,

வெளியீட்டு சக்தி உறவுபண்பேற்றிஅமைப்பு பின்வருமாறு
இதன் விளைவாக ஒரு உயர் வரிசை ட்யூனிங் உள்ளது:

இவை துடிப்பு அதிர்வெண் சமிக்ஞையை விரிவுபடுத்துவதற்கும் சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதத்தைக் குறைப்பதற்கும் வழிவகுக்கும். எனவே சிலிக்கான் ஒளி மாடுலேட்டரின் நேரியல்பை மேம்படுத்துவதற்கான வழி என்ன? இங்கே நாம் சாதனத்தின் பண்புகளை மட்டுமே விவாதிக்கிறோம், மற்ற துணை கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி இழப்பீட்டுத் திட்டத்தைப் பற்றி விவாதிக்கவில்லை.
மின்னழுத்தத்துடன் பண்பேற்ற கட்டத்தின் நேர்கோட்டுத்தன்மை இல்லாததற்கு ஒரு காரணம், அலை வழிகாட்டியில் உள்ள ஒளி புலம் கனமான மற்றும் ஒளி அளவுருக்களின் வெவ்வேறு விநியோகத்தில் இருப்பதும், மின்னழுத்தத்தின் மாற்றத்துடன் கட்ட மாற்ற விகிதம் வேறுபட்டதும் ஆகும். பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி. அதிக குறுக்கீடு உள்ள குறைப்புப் பகுதி ஒளி குறுக்கீட்டால் குறைவாகவே மாறுகிறது.

பின்வரும் படம் மூன்றாம் வரிசை இடைநிலை விலகல் TID மற்றும் இரண்டாம் வரிசை ஹார்மோனிக் விலகல் SHD ஆகியவற்றின் மாற்ற வளைவுகளைக் காட்டுகிறது, இது குழப்பத்தின் செறிவுடன், அதாவது பண்பேற்ற அதிர்வெண்ணைக் கொண்டுள்ளது. கனமான குழப்பத்திற்கான டிட்யூனிங்கின் அடக்கும் திறன் லேசான குழப்பத்தை விட அதிகமாக இருப்பதைக் காணலாம். எனவே, ரீமிக்ஸ் செய்வது நேரியல்பை மேம்படுத்த உதவுகிறது.

மேலே உள்ளவை MZM இன் RC மாதிரியில் C ஐக் கருத்தில் கொள்வதற்குச் சமம், மேலும் R இன் செல்வாக்கையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். பின்வருவது தொடர் மின்தடையுடன் CDR3 இன் மாற்ற வளைவு. தொடர் மின்தடை சிறியதாக இருந்தால், CDR3 பெரியதாக இருப்பதைக் காணலாம்.

கடைசியாக ஆனால் முக்கியமாக, சிலிக்கான் மாடுலேட்டரின் விளைவு LiNbO3 ஐ விட மோசமாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, CDR3சிலிக்கான் மாடுலேட்டர்மாடுலேட்டரின் கட்டமைப்பு மற்றும் நீளத்தின் நியாயமான வடிவமைப்பு மூலம் முழு சார்பு நிலையில் LiNbO3 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும். சோதனை நிலைமைகள் சீராக இருக்கும்.

சுருக்கமாக, சிலிக்கான் லைட் மாடுலேட்டரின் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பை குணப்படுத்த முடியாது, குறைக்க மட்டுமே முடியும், மேலும் FMCW அமைப்பில் இதை உண்மையில் பயன்படுத்த முடியுமா என்பது சோதனை சரிபார்ப்பு தேவை, அது உண்மையிலேயே இருக்க முடிந்தால், அது டிரான்ஸ்ஸீவர் ஒருங்கிணைப்பை அடைய முடியும், இது பெரிய அளவிலான செலவுக் குறைப்புக்கான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.