Ya herî dawîmodulatora elektro-optîk a rêjeya vemirandina ultra-bilind
Modulatorên elektro-optîkî yên li ser çîpê (li ser bingeha silîkonê, trîkînoîd, lîtyûm nîobata fîlma zirav, û hwd.) xwedî avantajên kompaktbûn, leza bilind û xerckirina kêm a enerjiyê ne, lê dîsa jî ji bo bidestxistina modûlasyona şîddeta dînamîk bi rêjeya tinebûnê ya pir-bilind zehmetiyên mezin hene. Di demên dawî de, lêkolînerên li Navendeke lêkolînê ya hevbeş ji bo Hestkirina Fîber Optîk li zanîngeheke Çînî di warê modûlatorên elektro-optîkî yên rêjeya tinebûnê ya pir-bilind de li ser substratên silîkonê pêşketinek mezin çêkirine. Li ser bingeha avahiya fîltera optîkî ya rêza bilind, silîkona li ser çîpê...modulatorê elektro-optîkbi rêjeya vemirandinê ya heta 68 dB cara yekem tê pêkanîn. Mezinahî û xerckirina hêzê du rêzên mezinahî ji yên kevneşopî piçûktir in.Modulatorê AOM, û gengazbûna sepandina cîhazê di pergala DAS ya laboratûarê de tê verast kirin.
Wêne 1 Nexşeya şematîk a cîhaza ceribandinê ji bo ultramodulatora elektro-optîk a rêjeya vemirandina bilind
Li ser bingeha silîkonêmodulatorê elektro-optîkîLi ser bingeha avahiya fîltera mîkro-ringê ya girêdayî, dişibihe fîltera elektrîkê ya klasîk. Modulatora elektro-optîk bi rêya girêdana rêzefîlmî ya çar rezonatorên mîkro-ringê yên li ser bingeha silîkonê, fîltera derbasbûna bandê ya deşt û rêjeya redkirina bilind a derveyî bandê (>60 dB) bi dest dixe. Bi alîkariya guhezkerek qonaxa elektro-optîkî ya celebê Pin di her mîkro-ringê de, spektruma veguhestina modulatorê dikare di voltaja nizm a sepandî de (<1.5 V) bi girîngî were guhertin. Rêjeya redkirina bilind a derveyî bandê bi taybetmendiya daketina fîlterê ya dijwar re dihêle ku şîdeta ronahiya têketinê ya nêzî dirêjahiya pêlê ya rezonansê bi kontrastek pir mezin were modul kirin, ku ji bo hilberîna pulsên ronahiyê yên rêjeya vemirandina ultra-bilind pir guncan e.
Ji bo verastkirina şiyana modûlasyonê ya modulatorê elektro-optîk, tîmê pêşî guherîna veguhestina cîhazê bi voltaja DC re li dirêjahiya pêlê ya xebitandinê nîşan da. Diyar e ku piştî 1 V, veguhestin bi tundî ji 60 dB zêdetir dadikeve. Ji ber sînorkirina rêbazên çavdêriya osîloskopê yên kevneşopî, tîma lêkolînê rêbaza pîvandina destwerdana xwe-heterodîn bikar tîne, û rêza dînamîk a mezin a spektrometreyê bikar tîne da ku rêjeya vemirandina dînamîk a ultra-bilind a modulatorê di dema modûlasyona pulsê de diyar bike. Encamên ceribandinê nîşan didin ku pulsa ronahiya derketinê ya modulatorê xwedan rêjeyek vemirandinê ye ku digihîje 68 dB, û rêjeya vemirandinê li nêzî çend pozîsyonên dirêjahiya pêlê ya rezonansê ji 65 dB zêdetir e. Piştî hesabkirina berfireh, voltaja ajokera RF ya rastîn a ku li elektrodê tê barkirin bi qasî 1 V ye, û xerckirina hêza modûlasyonê tenê 3.6 mW ye, ku du rêzên mezinahî ji xerckirina hêza modulatorê AOM ya kevneşopî piçûktir e.
Bikaranîna modulatorê elektro-optîk ê li ser bingeha Silîkonê di sîstema DAS de dikare bi pakkirina modulatorê li ser çîpê li ser sîstema DAS a tespîtkirina rasterast were sepandin. Cûda ji interferometriya heterodyne ya sînyala herêmî ya giştî, moda demodulasyonê ya interferometriya Michelson a ne-hevseng di vê pergalê de tê pejirandin, da ku bandora guheztina frekansa optîkî ya modulator ne hewce be. Guhertinên qonaxê yên ku ji ber sînyalên lerizîna sînusoîdal çêdibin bi demodulasyona sînyalên belavbûyî yên Rayleigh ên 3 kanalan bi karanîna algorîtmaya demodulasyona IQ ya kevneşopî bi serkeftî têne sererast kirin. Encam nîşan didin ku SNR bi qasî 56 dB ye. Belavkirina dendika spektral a hêzê li seranserê dirêjahiya fîbera sensorê di nav rêza frekansa sînyalê ±100 Hz de bêtir tê lêkolîn kirin. Ji bilî sînyala berbiçav li pozîsyon û frekansa lerizînê, tê dîtin ku hin bersivên dendika spektral a hêzê li deverên din ên fezayî hene. Dengê xaçerêyê di nav rêza ±10 Hz û li derveyî pozîsyona lerizînê de li seranserê dirêjahiya fîberê tê navînî kirin, û SNR-ya navînî di fezayê de ne kêmtir ji 33 dB ye.
Wêne 2
Diyagrama şematîk a pergala hestiyariya akustîk a belavkirî ya bi fîbera optîkî.
b Tîrbûna spektral a hêza sînyala demodulkirî.
c, d frekansên lerizînê yên nêzîkî belavkirina dendika spektral a hêzê li ser fîbera hestiyar.
Ev lêkolîn yekem lêkolîn e ku modulatorek elektro-optîkî li ser silîkonê bi rêjeyek tinebûnê ya pir bilind (68 dB) bi dest xistiye, û bi serkeftî li ser pergalên DAS-ê hatiye sepandin, û bandora karanîna modulatorê AOM-ê ya bazirganî pir nêzîk e, û mezinahî û xerckirina hêzê du rêzên mezinahîyê ji ya paşîn piçûktir in, ku tê çaverêkirin ku di nifşa pêşerojê ya pergalên hestiyariyê yên fîberê yên belavkirî yên piçûkkirî, kêm-hêz de rolek sereke bilîze. Wekî din, pêvajoya hilberîna mezin a CMOS-ê û şiyana entegrasyona li ser çîpê ya bingeha silîkonêcîhazên optoelektronîkdikare pêşveçûna nifşek nû ya modulên entegre yên monolîtîk ên pir-amûrî yên erzan-mesref, li ser bingeha pergalên hestiyariyê yên fîberê yên belavkirî yên li ser çîpê pir pêşve bibe.
Dema şandinê: 18ê Adarê, 2025