Хамгийн сүүлийн үеийнхэт өндөр устах харьцаатай цахилгаан оптик модулятор
Чип дээрх цахилгаан оптик модуляторууд (цахиурт суурилсан, трикиноид, нимгэн хальсан литийн ниобат гэх мэт) нь авсаархан, өндөр хурдтай, бага эрчим хүч зарцуулдаг зэрэг давуу талтай боловч хэт өндөр унтрах харьцаатай динамик эрчимжилтийн модуляцийг бий болгоход томоохон сорилтууд байсаар байна. Саяхан Хятадын их сургуулийн дэргэдэх шилэн кабелийн мэдрэгч судлалын хамтарсан судалгааны төвийн судлаачид цахиурын субстрат дээр хэт өндөр устах харьцаатай цахилгаан оптик модуляторуудын салбарт томоохон нээлт хийсэн байна. Өндөр эрэмбийн оптик шүүлтүүрийн бүтцэд суурилсан, чип дээрх цахиурцахилгаан оптик модулятор68 дБ хүртэл унтрах харьцаа анх удаа хэрэгжиж байна. Хэмжээ болон эрчим хүчний хэрэглээ нь уламжлалт хэмжээнээс хоёр дахин бага байнаAOM модулятор, мөн төхөөрөмжийн хэрэглээний боломжит байдлыг лабораторийн DAS системээр баталгаажуулсан.
Зураг 1 Хэт туршилтын төхөөрөмжийн бүдүүвч диаграмустах өндөр харьцаатай цахилгаан оптик модулятор
Цахиур дээр суурилсанцахилгаан оптик модуляторХолбогдсон бичил цагираг шүүлтүүрийн бүтэц нь сонгодог цахилгаан шүүлтүүртэй төстэй. Цахилгаан оптик модулятор нь цахиурт суурилсан дөрвөн микро цагирагны резонаторын цуврал холболтоор хавтгай зурвасын шүүлтүүр болон зурвасаас гадуурх өндөр харьцааг (>60 дБ) гүйцэтгэдэг. Микро цагираг бүрт Pin төрлийн цахилгаан оптик фазын шилжүүлэгчийн тусламжтайгаар модуляторын дамжуулалтын спектрийг бага хүчдэлд (<1.5 В) мэдэгдэхүйц өөрчлөх боломжтой. Хэт өндөр унтрах харьцаатай гэрлийн импульс үүсгэхэд маш их тустай резонансын долгионы урттай ойролцоох оролтын гэрлийн эрчмийг маш том тодосгогчоор модуляцлах боломжийг олгодог эгц шүүлтүүрийн эргэлдэх шинж чанар бүхий зурвасаас гадуур татгалзах өндөр харьцаа.
Цахилгаан оптик модуляторын модуляцын чадварыг шалгахын тулд багийнхан эхлээд төхөөрөмжийн дамжуулалтын өөрчлөлтийг тогтмол гүйдлийн хүчдэлтэй ажиллах долгионы уртад үзүүлэв. 1 В-ын дараа дамжуулалт 60 дБ-ээс их хэмжээгээр буурч байгааг харж болно. Осциллографын ажиглалтын уламжлалт аргуудын хязгаарлалттай тул судалгааны баг нь өөрөө гетеродин интерференцийг хэмжих аргыг хэрэглэж, импульсийн модуляцын үед модуляторын хэт өндөр динамик унтрах харьцааг тодорхойлохын тулд спектрометрийн том динамик мужийг ашигладаг. Туршилтын үр дүнгээс харахад модуляторын гаралтын гэрлийн импульс нь хэд хэдэн резонансын долгионы урттай ойролцоо унтрах коэффициент 68 дБ хүртэл, унтрах харьцаа 65 дБ-ээс их байна. Нарийвчилсан тооцооны дараа электрод руу ачаалагдсан RF хөтөчийн бодит хүчдэл нь ойролцоогоор 1 В, модуляцийн эрчим хүчний хэрэглээ нь ердөө 3.6 мВт бөгөөд энэ нь ердийн AOM модуляторын цахилгаан зарцуулалтаас хоёр дахин бага байна.
Цахиурт суурилсан цахилгаан оптик модуляторыг DAS системд ашиглах нь чип дээрх модуляторыг савлах замаар шууд илрүүлэх DAS системд хэрэглэж болно. Орон нутгийн дохионы ерөнхий гетеродин интерферометрээс ялгаатай нь энэ системд тэнцвэргүй Мишелсон интерферометрийн демодуляцийн горимыг хэрэгжүүлсэн тул модуляторын оптик давтамжийн шилжилтийн эффект шаардлагагүй болно. Синусоид чичиргээний дохионоос үүссэн фазын өөрчлөлтийг IQ демодуляцийн уламжлалт алгоритмыг ашиглан 3 сувгийн Рэйлигийн тархсан дохиог демодуласнаар амжилттай сэргээдэг. Үр дүнгээс харахад SNR нь ойролцоогоор 56 дБ байна. ±100 Гц дохионы давтамжийн муж дахь мэдрэгчийн утаснуудын бүх уртын дагуу эрчим хүчний спектрийн нягтын хуваарилалтыг цаашид судалж байна. Чичиргээний байрлал, давтамж дахь тод дохионоос гадна орон зайн бусад байршилд эрчим хүчний спектрийн нягтын тодорхой хариу үйлдэл ажиглагдаж байна. Чичиргээний байрлалаас гадна ±10 Гц-ийн хүрээн дэх хөндлөн огтлолын дуу чимээг утаснуудын уртын дагуу дундажлаж, орон зай дахь дундаж SNR нь 33 дБ-ээс багагүй байна.
Зураг 2
Оптик шилэн тархсан акустик мэдрэгч системийн бүдүүвч диаграм.
б Демодуляцилагдсан дохионы чадлын спектрийн нягт.
c, d мэдрэгчтэй утаснуудын дагуух эрчим хүчний спектрийн нягтын хуваарилалтын ойролцоох чичиргээний давтамж.
Энэхүү судалгаа нь цахиур дээр хэт өндөр унтрах харьцаатай (68 дБ) цахилгаан оптик модуляторыг бүтээсэн анхны судалгаа бөгөөд DAS системд амжилттай хэрэгжсэн бөгөөд арилжааны AOM модуляторыг ашиглах үр нөлөө нь маш ойрхон бөгөөд хэмжээ болон эрчим хүчний хэрэглээ нь сүүлийн үеийнхээс хоёр дахин бага бөгөөд энэ нь дараагийн үеийн бага чадалтай, бага тархалттай шилэн мэдрэгчтэй системд гол үүрэг гүйцэтгэх төлөвтэй байна. Нэмж дурдахад CMOS том хэмжээний үйлдвэрлэлийн процесс, цахиурт суурилсан чип дээр нэгтгэх чадвар.оптоэлектроник төхөөрөмжЧип дээр суурилсан тархсан шилэн мэдрэгч системд суурилсан хямд өртөгтэй, олон төхөөрөмжтэй цул нэгдсэн модулиудын шинэ үеийн хөгжлийг ихээхэн дэмжиж чадна.
Шуудангийн цаг: 2025-03-18