சமீபத்திய அதி-உயர் அழிவு விகித எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்

சமீபத்தியதுமிக உயர்ந்த அழிவு விகித மின்-ஒளியியல் பண்பேற்றி

ஆன்-சிப் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்கள் (சிலிக்கான் அடிப்படையிலான, ட்ரைக்வினாய்டு, மெல்லிய படல லித்தியம் நியோபேட், முதலியன) சுருக்கத்தன்மை, அதிக வேகம் மற்றும் குறைந்த மின் நுகர்வு ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் மிக உயர்ந்த அழிவு விகிதத்துடன் டைனமிக் தீவிர பண்பேற்றத்தை அடைவதற்கு இன்னும் பெரிய சவால்கள் உள்ளன. சமீபத்தில், ஒரு சீன பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள ஃபைபர் ஆப்டிக் சென்சிங்கிற்கான கூட்டு ஆராய்ச்சி மையத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுகளில் மிக உயர்ந்த அழிவு விகித எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்கள் துறையில் ஒரு பெரிய திருப்புமுனையை ஏற்படுத்தியுள்ளனர். உயர் வரிசை ஆப்டிகல் வடிகட்டி கட்டமைப்பின் அடிப்படையில், ஆன்-சிப் சிலிக்கான்மின்-ஒளியியல் பண்பேற்றி68 dB வரை அழிவு விகிதம் கொண்ட மின் உற்பத்தி முதல் முறையாக உணரப்படுகிறது. அளவு மற்றும் மின் நுகர்வு பாரம்பரிய மின் உற்பத்தி நிலையத்தை விட இரண்டு மடங்கு சிறியது.AOM மாடுலேட்டர், மேலும் சாதனத்தின் பயன்பாட்டு சாத்தியக்கூறு ஆய்வக DAS அமைப்பில் சரிபார்க்கப்படுகிறது.

படம் 1 அல்ட்ராவிற்கான சோதனை சாதனத்தின் திட்ட வரைபடம்உயர் அழிவு விகித மின்-ஒளியியல் பண்பேற்றி

சிலிக்கான் அடிப்படையிலானதுமின்-ஒளியியல் பண்பேற்றிஇணைக்கப்பட்ட மைக்ரோரிங் வடிகட்டி அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது கிளாசிக்கல் மின் வடிகட்டியைப் போன்றது. நான்கு சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மைக்ரோரிங் ரெசனேட்டர்களின் தொடர் இணைப்பு மூலம் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர் தட்டையான பேண்ட்பாஸ் வடிகட்டுதல் மற்றும் உயர் பேண்ட்-ஆப்டிக் நிராகரிப்பு விகிதத்தை (>60 dB) அடைகிறது. ஒவ்வொரு மைக்ரோரிங்கிலும் ஒரு பின்-வகை எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் ஃபேஸ் ஷிஃப்டரின் உதவியுடன், மாடுலேட்டரின் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் ஸ்பெக்ட்ரத்தை குறைந்த பயன்பாட்டு மின்னழுத்தத்தில் (<1.5 V) கணிசமாக மாற்றலாம். செங்குத்தான வடிகட்டி ரோல்-டவுன் பண்புடன் இணைந்த உயர் பேண்ட்-அவுட் நிராகரிப்பு விகிதம், அதிவேக அலைநீளத்திற்கு அருகிலுள்ள உள்ளீட்டு ஒளியின் தீவிரத்தை மிகப் பெரிய மாறுபாட்டுடன் மாற்றியமைக்க உதவுகிறது, இது அல்ட்ரா-ஹை அழிவு விகித ஒளி துடிப்புகளின் உற்பத்திக்கு மிகவும் உகந்ததாகும்.

எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் பண்பேற்றத் திறனைச் சரிபார்க்க, குழு முதலில் இயக்க அலைநீளத்தில் DC மின்னழுத்தத்துடன் சாதனத்தின் பரிமாற்றத்தின் மாறுபாட்டை நிரூபித்தது. 1 V க்குப் பிறகு, பரிமாற்றம் 60 dB க்கு மேல் கூர்மையாகக் குறைவதைக் காணலாம். வழக்கமான அலைக்காட்டி கண்காணிப்பு முறைகளின் வரம்பு காரணமாக, ஆராய்ச்சி குழு சுய-ஹீட்டோரோடைன் குறுக்கீடு அளவீட்டு முறையை ஏற்றுக்கொள்கிறது, மேலும் துடிப்பு பண்பேற்றத்தின் போது மாடுலேட்டரின் அல்ட்ரா-ஹை டைனமிக் அழிவு விகிதத்தை வகைப்படுத்த ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டரின் பெரிய டைனமிக் வரம்பைப் பயன்படுத்துகிறது. மாடுலேட்டரின் வெளியீட்டு ஒளி துடிப்பு 68 dB வரை அழிவு விகிதத்தையும், பல ஒத்ததிர்வு அலைநீள நிலைகளுக்கு அருகில் 65 dB க்கும் அதிகமான அழிவு விகிதத்தையும் கொண்டுள்ளது என்பதை சோதனை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. விரிவான கணக்கீட்டிற்குப் பிறகு, மின்முனையில் ஏற்றப்பட்ட உண்மையான RF இயக்கி மின்னழுத்தம் சுமார் 1 V ஆகும், மேலும் பண்பேற்றம் மின் நுகர்வு 3.6 mW மட்டுமே, இது வழக்கமான AOM மாடுலேட்டர் மின் நுகர்வை விட இரண்டு அளவு சிறியது.

DAS அமைப்பில் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் பயன்பாட்டை, ஆன்-சிப் மாடுலேட்டரை பேக்கேஜ் செய்வதன் மூலம் நேரடி கண்டறிதல் DAS அமைப்பில் பயன்படுத்தலாம். பொதுவான லோக்கல்-சிக்னல் ஹெட்டோரோடைன் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரியிலிருந்து வேறுபட்டு, இந்த அமைப்பில் சமநிலையற்ற மைக்கேல்சன் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரியின் டிமோடுலேஷன் முறை ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது, இதனால் மாடுலேட்டரின் ஆப்டிகல் அதிர்வெண் ஷிப்ட் விளைவு தேவையில்லை. சைனூசாய்டல் அதிர்வு சமிக்ஞைகளால் ஏற்படும் கட்ட மாற்றங்கள், வழக்கமான IQ டிமோடுலேஷன் வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி 3 சேனல்களின் ரேலீ சிதறிய சிக்னல்களை டிமோடுலேஷன் செய்வதன் மூலம் வெற்றிகரமாக மீட்டெடுக்கப்படுகின்றன. முடிவுகள் SNR சுமார் 56 dB என்பதைக் காட்டுகின்றன. சிக்னல் அதிர்வெண் ±100 Hz வரம்பில் சென்சார் ஃபைபரின் முழு நீளத்திலும் சக்தி நிறமாலை அடர்த்தியின் விநியோகம் மேலும் ஆராயப்படுகிறது. அதிர்வு நிலை மற்றும் அதிர்வெண்ணில் உள்ள முக்கிய சிக்னலைத் தவிர, பிற இடஞ்சார்ந்த இடங்களில் சில சக்தி நிறமாலை அடர்த்தி பதில்கள் இருப்பதைக் காணலாம். ±10 Hz வரம்பிலும் அதிர்வு நிலைக்கு வெளியேயும் உள்ள குறுக்குவெட்டு சத்தம் ஃபைபரின் நீளத்துடன் சராசரியாகக் கணக்கிடப்படுகிறது, மேலும் விண்வெளியில் சராசரி SNR 33 dB க்கும் குறையாது.

படம் 2

ஒளியியல் இழை பரவலாக்கப்பட்ட ஒலி உணர்திறன் அமைப்பின் திட்ட வரைபடம்.

b டிமோடுலேட்டட் சிக்னல் பவர் ஸ்பெக்ட்ரல் அடர்த்தி.

உணர்திறன் இழையுடன் கூடிய சக்தி நிறமாலை அடர்த்தி பரவலுக்கு அருகில் c, d அதிர்வு அதிர்வெண்கள்.

இந்த ஆய்வு, அதி-உயர் அழிவு விகிதம் (68 dB) கொண்ட சிலிக்கானில் ஒரு எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டரை முதன்முதலில் அடைந்தது, மேலும் இது DAS அமைப்புகளுக்கு வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் வணிக AOM மாடுலேட்டரைப் பயன்படுத்துவதன் விளைவு மிக நெருக்கமாக உள்ளது, மேலும் அளவு மற்றும் மின் நுகர்வு பிந்தையதை விட இரண்டு அளவு சிறியது, இது அடுத்த தலைமுறை மினியேட்டரைஸ் செய்யப்பட்ட, குறைந்த-சக்தி விநியோகிக்கப்பட்ட ஃபைபர் உணர்திறன் அமைப்புகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, CMOS பெரிய அளவிலான உற்பத்தி செயல்முறை மற்றும் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான ஆன்-சிப் ஒருங்கிணைப்பு திறன்ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்புதிய தலைமுறை குறைந்த விலை, பல-சாதன ஒற்றைக்கல் ஒருங்கிணைந்த தொகுதிகளின் வளர்ச்சியை பெரிதும் ஊக்குவிக்கும், இது சிப் அடிப்படையிலான விநியோகிக்கப்பட்ட ஃபைபர் உணர்திறன் அமைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.