എഫ്എംസിഡബ്ല്യുവിനുള്ള സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർ

സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർഎഫ്എംസിഡബ്ല്യുവിന് വേണ്ടി

നമുക്കെല്ലാവർക്കും അറിയാവുന്നതുപോലെ, എഫ്എംസിഡബ്ല്യു അധിഷ്ഠിത ലിഡാർ സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഘടകങ്ങളിലൊന്ന് ഉയർന്ന ലീനിയാരിറ്റി മോഡുലേറ്ററാണ്. അതിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു: ഉപയോഗിക്കുന്നത്ഡിപി-ഐക്യു മോഡുലേറ്റർഅടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്സിംഗിൾ സൈഡ്‌ബാൻഡ് മോഡുലേഷൻ (SSB), മുകളിലും താഴെയുമായിഎം.ഇ.ജെ.എം.റോഡിലും wc+wm, WC-WM എന്നിവയുടെ സൈഡ് ബാൻഡിലും ശൂന്യമായ പോയിന്റിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, wm എന്നത് മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസിയാണ്, എന്നാൽ അതേ സമയം താഴത്തെ ചാനൽ 90 ഡിഗ്രി ഫേസ് വ്യത്യാസം അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ഒടുവിൽ WC-WM ന്റെ പ്രകാശം റദ്ദാക്കപ്പെടുന്നു, wc+wm ന്റെ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് ടേം മാത്രം. ചിത്രം b-യിൽ, LR നീല പ്രാദേശിക FM ചിർപ്പ് സിഗ്നലാണ്, RX ഓറഞ്ച് പ്രതിഫലിക്കുന്ന സിഗ്നലാണ്, ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം കാരണം, അന്തിമ ബീറ്റ് സിഗ്നൽ f1 ഉം f2 ഉം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ദൂരവും വേഗതയും ഇവയാണ്:

2021-ൽ ഷാങ്ഹായ് ജിയോടോങ് സർവകലാശാല പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു ലേഖനം താഴെ കൊടുക്കുന്നു,എസ്.എസ്.ബി.അടിസ്ഥാനമാക്കി FMCW നടപ്പിലാക്കുന്ന ജനറേറ്ററുകൾസിലിക്കൺ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററുകൾ.

MZM ന്റെ പ്രകടനം ഇപ്രകാരമാണ് കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്: അപ്പർ ആം, ലോവർ ആം മോഡുലേറ്ററുകളുടെ പ്രകടന വ്യത്യാസം താരതമ്യേന വലുതാണ്. ഫ്രീക്വൻസി മോഡുലേഷൻ നിരക്കിനൊപ്പം കാരിയർ സൈഡ്‌ബാൻഡ് റിജക്ഷൻ അനുപാതവും വ്യത്യസ്തമാണ്, ഫ്രീക്വൻസി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് പ്രഭാവം കൂടുതൽ വഷളാകും.

താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തിൽ, ലിഡാർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് a/b എന്നത് ഒരേ വേഗതയിലും വ്യത്യസ്ത ദൂരങ്ങളിലും ബീറ്റ് സിഗ്നലാണെന്നും, c/d എന്നത് ഒരേ ദൂരത്തിലും വ്യത്യസ്ത വേഗതയിലും ബീറ്റ് സിഗ്നലാണെന്നും ആണ്. പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ 15mm ഉം 0.775m/s ഉം ആയി.

ഇവിടെ, സിലിക്കണിന്റെ പ്രയോഗം മാത്രംഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്റർFMCW-യെ കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രഭാവം അത്ര മികച്ചതല്ല.LiNO3 മോഡുലേറ്റർ, പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്ററിൽ, ഘട്ടം മാറ്റം/ആഗിരണം ഗുണകം/ജംഗ്ഷൻ കപ്പാസിറ്റൻസ് വോൾട്ടേജ് മാറ്റത്തിനൊപ്പം രേഖീയമല്ലാത്തതിനാൽ, താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:

അതായത്,

ഔട്ട്പുട്ട് പവർ ബന്ധംമോഡുലേറ്റർസിസ്റ്റം ഇപ്രകാരമാണ്
ഫലം ഒരു ഉയർന്ന ഓർഡർ ഡിറ്റ്യൂണിംഗ് ആണ്:

ഇവ ബീറ്റ് ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലിന്റെ വികാസത്തിനും സിഗ്നൽ-ടു-നോയ്‌സ് അനുപാതം കുറയുന്നതിനും കാരണമാകും. അപ്പോൾ സിലിക്കൺ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ രേഖീയത മെച്ചപ്പെടുത്താനുള്ള മാർഗം എന്താണ്? ഇവിടെ നമ്മൾ ഉപകരണത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ മാത്രമേ ചർച്ച ചെയ്യുന്നുള്ളൂ, മറ്റ് സഹായ ഘടനകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള നഷ്ടപരിഹാര പദ്ധതിയെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുന്നില്ല.
വോൾട്ടേജുമായുള്ള മോഡുലേഷൻ ഘട്ടത്തിന്റെ രേഖീയതയില്ലാത്തതിന്റെ ഒരു കാരണം, വേവ്ഗൈഡിലെ പ്രകാശ മണ്ഡലം ഹെവി, ലൈറ്റ് പാരാമീറ്ററുകളുടെ വ്യത്യസ്ത വിതരണത്തിലാണെന്നതും വോൾട്ടേജിന്റെ മാറ്റത്തിനനുസരിച്ച് ഘട്ടം മാറ്റ നിരക്ക് വ്യത്യസ്തമാണെന്നതുമാണ്. താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ. കനത്ത ഇടപെടലുള്ള ശോഷണ മേഖല പ്രകാശ ഇടപെടലിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ അളവിൽ മാത്രമേ മാറുന്നുള്ളൂ.

ക്ലട്ടറിന്റെ സാന്ദ്രത, അതായത് മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി എന്നിവയോടുകൂടിയ മൂന്നാം-ഓർഡർ ഇന്റർമോഡുലേഷൻ ഡിസ്റ്റോർഷൻ TID യുടെയും സെക്കൻഡ്-ഓർഡർ ഹാർമോണിക് ഡിസ്റ്റോർഷൻ SHD യുടെയും മാറ്റ വക്രങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം കാണിക്കുന്നു. ഹെവി ക്ലട്ടറിനുള്ള ഡിറ്റ്യൂണിംഗിന്റെ സപ്രഷൻ കഴിവ് ലൈറ്റ് ക്ലട്ടറിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, റീമിക്സിംഗ് ലീനിയാരിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുന്നു.

മുകളിൽ പറഞ്ഞിരിക്കുന്നത് MZM ന്റെ RC മോഡലിൽ C പരിഗണിക്കുന്നതിന് തുല്യമാണ്, കൂടാതെ R ന്റെ സ്വാധീനവും പരിഗണിക്കണം. പരമ്പര പ്രതിരോധത്തോടുകൂടിയ CDR3 ന്റെ മാറ്റ വക്രമാണ് താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നത്. പരമ്പര പ്രതിരോധം ചെറുതാകുമ്പോൾ CDR3 വലുതാകുമെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.

അവസാനമായി പക്ഷേ ഏറ്റവും പ്രധാനമായി, സിലിക്കൺ മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രഭാവം LiNbO3 നേക്കാൾ മോശമല്ല. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, CDR3സിലിക്കൺ മോഡുലേറ്റർമോഡുലേറ്ററിന്റെ ഘടനയുടെയും നീളത്തിന്റെയും ന്യായമായ രൂപകൽപ്പനയിലൂടെ പൂർണ്ണ ബയസിന്റെ കാര്യത്തിൽ LiNbO3 നേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കും. പരീക്ഷണ സാഹചര്യങ്ങൾ സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു.

ചുരുക്കത്തിൽ, സിലിക്കൺ ലൈറ്റ് മോഡുലേറ്ററിന്റെ ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പന ലഘൂകരിക്കാൻ മാത്രമേ കഴിയൂ, സുഖപ്പെടുത്താൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ FMCW സിസ്റ്റത്തിൽ ഇത് ശരിക്കും ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുമോ എന്ന് പരീക്ഷണാത്മക പരിശോധന ആവശ്യമാണ്, അത് ശരിക്കും സാധ്യമാണെങ്കിൽ, അതിന് ട്രാൻസ്‌സിവർ സംയോജനം നേടാൻ കഴിയും, ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ഗുണങ്ങളുണ്ട്.