ಇತ್ತೀಚಿನ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಎಕ್ಸ್ಟಿಂಕ್ಷನ್ ರೇಶಿಯೋ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಇತ್ತೀಚಿನದುಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು (ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ, ಟ್ರೈಕ್ವಿನಾಯ್ಡ್, ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್, ಇತ್ಯಾದಿ) ಸಾಂದ್ರತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದರೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ ಡೈನಾಮಿಕ್ ತೀವ್ರತೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಸಾಧಿಸಲು ಇನ್ನೂ ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲುಗಳಿವೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಚೀನಾದ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಜಂಟಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರದ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲಿನ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಹೈ ಆರ್ಡರ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಆನ್-ಚಿಪ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್68 dB ವರೆಗಿನ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.AOM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್, ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಅನ್ವಯಿಕ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ DAS ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1 ಅಲ್ಟ್ರಾ ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಾಧನದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರಹೆಚ್ಚಿನ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ಸಂಯೋಜಿತ ಮೈಕ್ರೋರಿಂಗ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ನಾಲ್ಕು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಮೈಕ್ರೋರಿಂಗ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ಗಳ ಸರಣಿ ಜೋಡಣೆಯ ಮೂಲಕ ಫ್ಲಾಟ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಪಾಸ್ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್-ಆಫ್-ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಿಜೆಕ್ಷನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು (>60 dB) ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಮೈಕ್ರೋರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಿನ್-ಟೈಪ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೇಸ್ ಶಿಫ್ಟರ್ ಸಹಾಯದಿಂದ, ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟೆನ್ಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಅನ್ವಯಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ (<1.5 V) ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಕಡಿದಾದ ಫಿಲ್ಟರ್ ರೋಲ್-ಡೌನ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್ ಆಫ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಿಜೆಕ್ಷನ್ ಅನುಪಾತವು ಪ್ರತಿಧ್ವನಿತ ತರಂಗಾಂತರದ ಬಳಿ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಬಹಳ ದೊಡ್ಡ ಕಾಂಟ್ರಾಸ್ಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಎಕ್ಸ್‌ಟಿಂಕ್ಷನ್ ಅನುಪಾತದ ಬೆಳಕಿನ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ತುಂಬಾ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು, ತಂಡವು ಮೊದಲು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಾಧನದ ಪ್ರಸರಣದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು. 1 V ನಂತರ, ಪ್ರಸರಣವು 60 dB ಗಿಂತ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಇಳಿಯುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಆಸಿಲ್ಲೋಸ್ಕೋಪ್ ವೀಕ್ಷಣಾ ವಿಧಾನಗಳ ಮಿತಿಯಿಂದಾಗಿ, ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಸ್ವಯಂ-ಹೆಟೆರೊಡೈನ್ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಮಾಪನ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್‌ನ ದೊಡ್ಡ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಲೈಟ್ ಪಲ್ಸ್ 68 dB ವರೆಗಿನ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಅನುರಣನ ತರಂಗಾಂತರ ಸ್ಥಾನಗಳ ಬಳಿ 65 dB ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಳಿವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿವರವಾದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ನಂತರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ನಿಜವಾದ RF ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸುಮಾರು 1 V ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಕೇವಲ 3.6 mW ಆಗಿದೆ, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ AOM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಗಿಂತ ಎರಡು ಆದೇಶಗಳ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.

DAS ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಆನ್-ಚಿಪ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೇರ ಪತ್ತೆ DAS ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಥಳೀಯ-ಸಿಗ್ನಲ್ ಹೆಟೆರೊಡೈನ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೊಮೆಟ್ರಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಅಸಮತೋಲಿತ ಮೈಕೆಲ್ಸನ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೊಮೆಟ್ರಿಯ ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಶಿಫ್ಟ್ ಪರಿಣಾಮವು ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸೈನುಸೈಡಲ್ ಕಂಪನ ಸಂಕೇತಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ IQ ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಬಳಸಿ 3 ಚಾನಲ್‌ಗಳ ರೇಲೀ ಚದುರಿದ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು SNR ಸುಮಾರು 56 dB ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಸಿಗ್ನಲ್ ಆವರ್ತನ ±100 Hz ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂವೇದಕ ಫೈಬರ್‌ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಂಪನ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮುಖ ಸಿಗ್ನಲ್ ಜೊತೆಗೆ, ಇತರ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ±10 Hz ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಕಂಪನ ಸ್ಥಾನದ ಹೊರಗೆ ಕ್ರಾಸ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಶಬ್ದವನ್ನು ಫೈಬರ್‌ನ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಸರಾಸರಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ SNR 33 dB ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿಲ್ಲ.

ಚಿತ್ರ 2

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ವಿತರಣೆಗೊಂಡ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.

b ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪವರ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆ.

ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ವಿದ್ಯುತ್ ರೋಹಿತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿತರಣೆಯ ಬಳಿ c, d ಕಂಪನ ಆವರ್ತನಗಳು.

ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಎಕ್ಸ್ಟಿಂಕ್ಷನ್ ಅನುಪಾತ (68 dB) ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೇಲೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು DAS ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ AOM ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಪರಿಣಾಮವು ತುಂಬಾ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ, ಮತ್ತು ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯು ಎರಡನೆಯದಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸಿದ, ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ವಿತರಣಾ ಫೈಬರ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, CMOS ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಆನ್-ಚಿಪ್ ಏಕೀಕರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳುಚಿಪ್ ವಿತರಣಾ ಫೈಬರ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ, ಬಹು-ಸಾಧನ ಏಕಶಿಲೆಯ ಸಂಯೋಜಿತ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ಹೊಸ ಪೀಳಿಗೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ತೇಜಿಸಬಹುದು.