ဆီလီကွန် အလင်းတန်း မော်ဂျူလာFMCW အတွက်
ကျွန်ုပ်တို့အားလုံးသိကြတဲ့အတိုင်း FMCW-based Lidar စနစ်တွေမှာ အရေးအကြီးဆုံး အစိတ်အပိုင်းတွေထဲက တစ်ခုက high linearity modulator ပါ။ ၎င်းရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံကို အောက်ပါပုံမှာ ပြသထားပါတယ်။DP-IQ မော်ဂျူလာတာအခြေခံပြီးsingle sideband modulation (SSB), အပေါ်ပိုင်းနှင့် အောက်ပိုင်းအမ်ဇက်အမ်null point မှာ၊ road ပေါ်မှာနဲ့ wc+wm နဲ့ WC-WM ရဲ့ side band အောက်ကို အလုပ်လုပ်တဲ့အခါ၊ wm က modulation frequency ဖြစ်ပေမယ့် တစ်ချိန်တည်းမှာပဲ အောက် channel က phase difference ၉၀ ဒီဂရီ ဖြစ်ပေါ်စေပြီး နောက်ဆုံးမှာ WC-WM ရဲ့ အလင်းကို ပယ်ဖျက်လိုက်ပြီး wc+wm ရဲ့ frequency shift term သာ ပျက်သွားပါတယ်။ Figure b မှာ LR blue က local FM chirp signal ဖြစ်ပြီး RX orange က reflected signal ဖြစ်ပြီး Doppler effect ကြောင့် final beat signal က f1 နဲ့ f2 ကို ထုတ်လုပ်ပေးပါတယ်။
အကွာအဝေးနှင့် အမြန်နှုန်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
အောက်ပါတို့သည် ၂၀၂၁ ခုနှစ်တွင် ရှန်ဟိုင်း ဂျီအိုတောင် တက္ကသိုလ်မှ ထုတ်ဝေခဲ့သော ဆောင်းပါးတစ်ပုဒ်ဖြစ်သည်။SSBFMCW ကို အခြေခံ၍ အကောင်အထည်ဖော်သော ဂျင်နရေတာများဆီလီကွန်အလင်းမော်ဂျူလာများ.
MZM ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အောက်ပါအတိုင်း ပြသထားသည်- အပေါ်ပိုင်းနှင့် အောက်ပိုင်း လက်မောင်း modulator များ၏ စွမ်းဆောင်ရည် ကွာခြားချက်မှာ အတော်လေး များပြားသည်။ carrier sideband rejection ratio သည် frequency modulation rate နှင့် ကွဲပြားပြီး frequency တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အကျိုးသက်ရောက်မှု ပိုမိုဆိုးရွားလာမည်ဖြစ်သည်။
အောက်ပါပုံတွင် Lidar စနစ်၏ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များက a/b သည် တူညီသောအမြန်နှုန်းနှင့် မတူညီသောအကွာအဝေးတွင်ရှိသော beat signal ဖြစ်ပြီး c/d သည် တူညီသောအကွာအဝေးနှင့် မတူညီသောအမြန်နှုန်းတွင်ရှိသော beat signal ဖြစ်ကြောင်းပြသထားသည်။ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များသည် 15mm နှင့် 0.775m / s သို့ရောက်ရှိခဲ့သည်။
ဒီမှာ ဆီလီကွန်ကို အသုံးချမှုသက်သက်ပဲအလင်းတန်း မော်ဂျူလာFMCW အတွက် ဆွေးနွေးထားပါတယ်။ အမှန်တကယ်မှာတော့ silicon optical modulator ရဲ့ အကျိုးသက်ရောက်မှုဟာLiNO3 မော်ဂျူလာတာအဓိကအားဖြင့် ဆီလီကွန် optical modulator တွင် အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း voltage ပြောင်းလဲမှုနှင့်အတူ phase change/absorption coefficient/junction capacitance သည် non-linear ဖြစ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။
အဲဒါကတော့၊
အထွက်စွမ်းအားဆက်နွယ်မှုမော်ဂျူလာစနစ်က အောက်ပါအတိုင်းပါ
ရလဒ်အနေဖြင့် အဆင့်မြင့် detuning တစ်ခုဖြစ်သည်-
၎င်းတို့သည် beat frequency signal ကို ကျယ်ပြန့်စေပြီး signal-to-noise ratio ကို လျော့ကျစေပါသည်။ ဒါဆိုရင် silicon light modulator ရဲ့ linearity ကို ဘယ်လိုတိုးတက်အောင်လုပ်မလဲ။ ဒီမှာ ကျွန်တော်တို့ device ရဲ့ ဝိသေသလက္ခဏာတွေကိုပဲ ဆွေးနွေးပြီး တခြား auxiliary structures တွေကို အသုံးပြုပြီး compensation scheme ကို မဆွေးနွေးပါဘူး။
ဗို့အားနှင့်အတူ modulation phase ၏ non-linearity အတွက် အကြောင်းရင်းများထဲမှ တစ်ခုမှာ waveguide ရှိ light field သည် heavy နှင့် light parameters များ၏ distribution ကွဲပြားပြီး voltage ပြောင်းလဲမှုနှင့်အတူ phase change rate ကွဲပြားသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း။ Heavy interference ရှိသော depletion region သည် light interference ထက် ပြောင်းလဲမှုနည်းသည်။
အောက်ပါပုံသည် clutter ၏ အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဆိုလိုသည်မှာ modulation frequency နှင့်အတူ third-order intermodulation distortion TID နှင့် second-order harmonic distortion SHD တို့၏ change curves များကို ပြသထားသည်။ heavy clutter အတွက် detuning ၏ suppression ability သည် light clutter အတွက် detuning ထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်ကို မြင်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် remixing သည် linearity ကို တိုးတက်စေရန် ကူညီပေးသည်။
အထက်ဖော်ပြပါအချက်သည် MZM ၏ RC မော်ဒယ်တွင် C ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းနှင့် ညီမျှပြီး R ၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကိုလည်း ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ အောက်ပါတို့သည် စီးရီးခုခံမှုနှင့်အတူ CDR3 ၏ ပြောင်းလဲမှုကွေးဖြစ်သည်။ စီးရီးခုခံမှု နည်းလေ CDR3 ကြီးလေဖြစ်ကြောင်း မြင်နိုင်သည်။
နောက်ဆုံးအနေနဲ့ ဆီလီကွန် မော်ဂျူလာရဲ့ အကျိုးသက်ရောက်မှုဟာ LiNbO3 ထက် ဆိုးရွားတယ်လို့ မဆိုလိုပါဘူး။ အောက်ကပုံမှာ ပြထားတဲ့အတိုင်း CDR3 ရဲ့ဆီလီကွန် မော်ဂျူလာမော်ဂျူလာ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်အရှည်ကို ကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာဒီဇိုင်းထုတ်ခြင်းဖြင့် ဘက်လိုက်မှုအပြည့်ရှိသည့်အခြေအနေတွင် LiNbO3 ထက်ပိုမိုမြင့်မားမည်ဖြစ်သည်။ စမ်းသပ်မှုအခြေအနေများသည် တသမတ်တည်းရှိနေပါသည်။
အကျဉ်းချုပ်အားဖြင့် ဆီလီကွန်အလင်း modulator ၏ဖွဲ့စည်းပုံဒီဇိုင်းကို လျော့ပါးသက်သာစေရုံသာဖြစ်ပြီး ကုသ၍မရပါ၊ ၎င်းကို FMCW စနစ်တွင် အမှန်တကယ်အသုံးပြုနိုင်ခြင်း ရှိ၊ မရှိကို စမ်းသပ်မှုအတည်ပြုချက် လိုအပ်ပါသည်၊ အကယ်၍ ၎င်းသည် အမှန်တကယ်အသုံးပြုနိုင်ပါက transceiver integration ကို ရရှိနိုင်ပြီး ၎င်းသည် ကြီးမားသောကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချမှုအတွက် အားသာချက်များရှိသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ မတ်လ ၁၈ ရက်