FMCW ಗಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್FMCW ಗಾಗಿ

ನಮಗೆಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದಿರುವಂತೆ, ಎಫ್‌ಎಂಸಿಡಬ್ಲ್ಯೂ ಆಧಾರಿತ ಲಿಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಹೈ ಲೀನಿಯರಿಟಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್. ಇದರ ಕೆಲಸದ ತತ್ವವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ: ಬಳಸುವುದುಡಿಪಿ-ಐಕ್ಯೂ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ಆಧಾರಿತಸಿಂಗಲ್ ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (SSB), ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನMZMಶೂನ್ಯ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ರಸ್ತೆಯ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು wc+wm ಮತ್ತು WC-WM ನ ಸೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ, wm ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕೆಳಗಿನ ಚಾನಲ್ 90 ಡಿಗ್ರಿ ಹಂತದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ WC-WM ನ ಬೆಳಕು ರದ್ದುಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, wc+wm ನ ಆವರ್ತನ ಶಿಫ್ಟ್ ಪದ ಮಾತ್ರ. ಚಿತ್ರ b ನಲ್ಲಿ, LR ನೀಲಿ ಸ್ಥಳೀಯ FM ಚಿರ್ಪ್ ಸಂಕೇತವಾಗಿದೆ, RX ಕಿತ್ತಳೆ ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಸಂಕೇತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಡಾಪ್ಲರ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ, ಅಂತಿಮ ಬೀಟ್ ಸಂಕೇತವು f1 ಮತ್ತು f2 ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ದೂರ ಮತ್ತು ವೇಗ:

ಕೆಳಗಿನವುಗಳು 2021 ರಲ್ಲಿ ಶಾಂಘೈ ಜಿಯಾಟೊಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ಲೇಖನವಾಗಿದೆಎಸ್.ಎಸ್.ಬಿಆಧರಿಸಿ FMCW ಅನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುವ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳುಸಿಲಿಕಾನ್ ಲೈಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು.

MZM ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ: ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ತೋಳಿನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ಆವರ್ತನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ದರದೊಂದಿಗೆ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಸೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ನಿರಾಕರಣೆ ಅನುಪಾತವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಪರಿಣಾಮವು ಕೆಟ್ಟದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ, ಲಿಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರೀಕ್ಷಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು a/b ಎಂಬುದು ಒಂದೇ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ದೂರಗಳಲ್ಲಿ ಬೀಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು c/d ಎಂಬುದು ಅದೇ ದೂರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ವೇಗಗಳಲ್ಲಿ ಬೀಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಪರೀಕ್ಷಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 15mm ಮತ್ತು 0.775m / s ತಲುಪಿದವು.

ಇಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮಾತ್ರಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್FMCW ಗಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಪರಿಣಾಮವು ಉತ್ತಮವಾಗಿಲ್ಲLiNO3 ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆ/ಹೀರುವಿಕೆ ಗುಣಾಂಕ/ಜಂಕ್ಷನ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ರೇಖಾತ್ಮಕವಾಗಿಲ್ಲ:

ಅಂದರೆ,

ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಪವರ್ ಸಂಬಂಧಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ
ಫಲಿತಾಂಶವು ಉನ್ನತ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಡಿಟ್ಯೂನಿಂಗ್ ಆಗಿದೆ:

ಇವುಗಳು ಬೀಟ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್-ಟು-ಶಬ್ದ ಅನುಪಾತದ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಹಾಗಾದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಲೈಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ರೇಖಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮಾರ್ಗ ಯಾವುದು? ಇಲ್ಲಿ ನಾವು ಸಾಧನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಹಾಯಕ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪರಿಹಾರ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುವುದಿಲ್ಲ.
ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಹಂತದ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಭಾರೀ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ವಿತರಣೆಯಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ದರವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಭಾರೀ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದೊಂದಿಗೆ ಸವಕಳಿ ಪ್ರದೇಶವು ಬೆಳಕಿನ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕೆಳಗಿನ ಅಂಕಿ ಅಂಶವು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಮೂರನೇ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಇಂಟರ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆ TID ಮತ್ತು ಎರಡನೇ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆಯ SHD ಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆವರ್ತನ. ಭಾರೀ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಗಾಗಿ ಡಿಟ್ಯೂನಿಂಗ್‌ನ ನಿಗ್ರಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಬೆಳಕಿನ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ರೀಮಿಕ್ಸ್ ರೇಖೀಯತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಮೇಲಿನವು MZM ನ RC ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ C ಅನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು R ನ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಸಹ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು. ಕೆಳಗಿನವುಗಳು CDR3 ಸರಣಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾವಣೆಯ ರೇಖೆಯಾಗಿದೆ. ಸರಣಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, CDR3 ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು.

ಕೊನೆಯದಾಗಿ ಆದರೆ ಕನಿಷ್ಠವಲ್ಲ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಪರಿಣಾಮವು LiNbO3 ಗಿಂತ ಕೆಟ್ಟದ್ದಲ್ಲ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, CDR3ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಉದ್ದದ ಸಮಂಜಸವಾದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ಪೂರ್ಣ ಪಕ್ಷಪಾತದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ LiNbO3 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ.

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಲೈಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ರಚನಾತ್ಮಕ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಬಹುದು, ಗುಣಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಎಫ್‌ಎಂಸಿಡಬ್ಲ್ಯೂ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದೇ ಎಂದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಶೀಲನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಅದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅದು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಅದು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ವೆಚ್ಚ ಕಡಿತಕ್ಕಾಗಿ.