Räni optiline modulaatorFMCW jaoks
Nagu me kõik teame, on FMCW-põhiste Lidar-süsteemide üks olulisemaid komponente kõrge lineaarsusega modulaator. Selle tööpõhimõtet on kujutatud järgmisel joonisel: KasutadesDP-IQ modulaatorpõhinebühe külgriba modulatsioon (SSB), ülemine ja alumineMZMTöö nullpunktis, teel ja wc+wm ning WC-WM külgribas, wm on modulatsioonisagedus, kuid samal ajal tekitab alumine kanal 90-kraadise faaside erinevuse ja lõpuks WC-WM valgus tühistatakse, ainult wc+wm sagedusnihke termin. Joonisel b on LR sinine lokaalne FM-i tsirkusesignaal, RX oranž on peegeldunud signaal ja Doppleri efekti tõttu tekitab viimane taktsignaal f1 ja f2.
Distants ja kiirus on järgmised:
Järgnev on Shanghai Jiaotongi ülikooli 2021. aastal avaldatud artikkel, mis käsitleb järgmistSSBgeneraatorid, mis rakendavad FMCW-dräni valgusmodulaatorid.
MZM-i jõudlust näidatakse järgmiselt: ülemise ja alumise haru modulaatorite jõudluse erinevus on suhteliselt suur. Kandja külgriba tagasilükkamise suhe erineb sagedusmodulatsiooni kiirusega ja efekt halveneb sageduse suurenedes.
Järgmisel joonisel näitavad Lidari süsteemi testi tulemused, et a/b on lööksignaal samal kiirusel ja erinevatel kaugustel ning c/d on lööksignaal samal kaugusel ja erinevatel kiirustel. Testitulemused ulatusid 15 mm ja 0,775 m/s-ni.
Siin ainult räni pealekandmineoptiline modulaatorFMCW puhul arutatakse. Tegelikkuses ei ole räni optilise modulaatori mõju nii hea kuiLiNO3 modulaator, peamiselt seetõttu, et räni optilise modulaatori puhul on faasimuutus/neeldumistegur/siirde mahtuvus pinge muutusega mittelineaarne, nagu on näidatud alloleval joonisel:
See tähendab,
Väljundvõimsuse suhemodulaatorsüsteem on järgmine
Tulemuseks on kõrge astme hälve:
Need põhjustavad lööksagedussignaali laienemist ja signaali-müra suhte vähenemist. Kuidas siis parandada räni valgusmodulaatori lineaarsust? Siin käsitleme ainult seadme enda omadusi ega arutle kompensatsiooniskeemi, mis kasutab muid abistruktuure.
Üks faasi ja pinge modulatsiooni mittelineaarsuse põhjuseid on see, et lainejuhi valgusväli on raskete ja kergete parameetrite erinevas jaotuses ning faasimuutuse kiirus on pinge muutumisega erinev. Nagu järgmisel pildil näidatud, muutub tugeva interferentsiga ammendumispiirkond vähem kui valguse interferentsiga.
Järgmisel joonisel on näidatud kolmanda järgu intermodulatsioonimoonutuse TID ja teist järku harmoonilise moonutuse SHD muutuskõverad sõltuvalt müra kontsentratsioonist, st modulatsioonisagedusest. On näha, et härastuse summutusvõime tugeva müra korral on suurem kui nõrga müra korral. Seega aitab remiksimine parandada lineaarsust.
Ülaltoodu on samaväärne C arvestamisega MZM-i RC-mudelis ja arvesse tuleks võtta ka R mõju. Järgnev on CDR3 muutuskõver sõltuvalt jadatakistusest. On näha, et mida väiksem on jadatakistus, seda suurem on CDR3.
Viimaseks, aga mitte vähem tähtsaks, ei ole räni modulaatori mõju tingimata halvem kui LiNbO3-l. Nagu alloleval joonisel näidatud, on CDR3räni modulaatoron modulaatori struktuuri ja pikkuse mõistliku disaini abil täieliku eelpinge korral kõrgem kui LiNbO3-l. Katsetingimused jäävad samaks.
Kokkuvõttes saab räni valgusmodulaatori konstruktsioonilist disaini ainult leevendada, mitte ravida, ja kas seda saab FMCW-süsteemis tõesti kasutada, vajab eksperimentaalset kinnitust. Kui see on tõesti võimalik, siis saab sellega saavutada transiiveri integreerimise, millel on eelised ulatuslikuks kulude vähendamiseks.
Postituse aeg: 18. märts 2024