Iň soňky ultra-ýokary ýok bolmak gatnaşygy elektro-optiki modulýator

Iň soňkyultra-ýok bolmak gatnaşygy elektro-optiki modulýator

Çipdäki elektro-optiki modulýatorlar (kremniý esasly, triquinoid, inçe film litiý niobat we ş.m.) ykjamlygyň, ýokary tizlikli we pes energiýa sarp etmegiň artykmaçlyklaryna eýedir, ýöne aşa ýokary ýok bolmak gatnaşygy bilen dinamiki intensiw modulýasiýa ýetmek üçin henizem uly kynçylyklar bar. Recentlyakynda, Hytaý uniwersitetindäki süýüm optiki duýgurlyk boýunça bilelikdäki gözleg merkeziniň gözlegçileri kremniniň aşaky gatlaklarynda aşa ýokary ýok bolmak gatnaşygy elektro-optiki modulýatorlar pudagynda uly üstünlik gazandylar. Orderokary tertipli optiki süzgüç gurluşyna, çip kremnisine esaslanýarelektro-optiki modulýatorýok bolmak gatnaşygy 68 dB çenli ilkinji gezek amala aşyrylýar. Ululygy we güýji sarp etmek, adatydan has kiçi ululykdaky iki sargytdyrAOM modulýatorywe enjamyň amaly mümkinçiligi laboratoriýa DAS ulgamynda barlanýar.

Surat 1 Ultra üçin synag enjamynyň shemasyýok bolmak gatnaşygy elektro-optiki modulýator

Silikon esaslyelektro-optiki modulýatorbirikdirilen mikrorlaýjy süzgüç gurluşy esasynda nusgawy elektrik süzgüçine meňzeýär. Elektro-optiki modulýator dört sany kremniý esasly mikrorlaýyş rezonatorlarynyň yzygiderli birikdirilmegi arkaly tekiz zolakly süzgüçli we ýokary zolakly ret etmek nisbatyna (> 60 dB) ýetýär. Her mikrorirlemede Pin görnüşli elektro-optiki faza üýtgeýjisiniň kömegi bilen pes ulanylýan naprýa ateniýede (<1.5 V) modulýatoryň geçiş spektri ep-esli üýtgedilip bilner. Zolakdan ýüz öwürmek derejesiniň ýokary bolmagy, dik süzgüçiň aşak düşýän häsiýeti bilen utgaşyp, rezonans tolkun uzynlygynyň golaýyndaky giriş çyrasynyň intensiwligini, aşa ýokary ýok bolmak gatnaşygy ýeňil impulslarynyň öndürilmegine örän amatly kontrast bilen modulirlemäge mümkinçilik berýär.

Elektro-optiki modulýatoryň modulirleme ukybyny barlamak üçin topar ilki bilen işleýän tolkun uzynlygynda DC naprýa .eniýesi bilen enjamyň geçirişiniň üýtgemegini görkezdi. 1 V-den soň geçirişiň 60 dB-den ýokary düşýändigini görmek bolýar. Adaty osiloskop gözegçilik usullarynyň çäklendirilmegi sebäpli gözleg topary öz-özüne heterodin päsgelçiligini ölçemek usulyny kabul edýär we impuls modulýasiýasy wagtynda modulýatoryň aşa ýokary dinamiki ýok bolmak derejesini häsiýetlendirmek üçin spektrometriň uly dinamiki diapazonyny ulanýar. Synag netijeleri, modulýatoryň çykýan ýagtylyk impulsynyň 68 dB çenli ýok bolmak we birnäçe rezonans tolkun uzynlygyndaky 65 dB-den ýok bolmak gatnaşygy bardygyny görkezýär. Jikme-jik hasaplamadan soň, elektroda ýüklenen hakyky RF hereketlendiriji naprýa 1eniýesi takmynan 1 V, modulirlemegiň güýji bolsa bary-ýogy 3,6 mWt, bu adaty AOM modulýatorynyň sarp edişinden iki ululyk ululygydyr.

Silikon esasly elektro-optiki modulýatoryň DAS ulgamynda ulanylmagy, çipdäki modulýatory gaplamak arkaly göni ýüze çykarylýan DAS ulgamyna ulanylyp bilner. Umumy ýerli signally heterodin interferometriýadan tapawutlylykda, modulýatoryň optiki ýygylyk çalşygy effekti talap edilmezligi üçin bu ulgamda deňagramly däl Mişelson interferometriniň demodulýasiýa tertibi kabul edilýär. Sinusoidal yrgyldy signallary sebäpli dörän faza üýtgemeleri, adaty IQ demodulýasiýa algoritmini ulanyp, 3 kanalyň ýaýradylan Reýliniň signallaryny demodulirlemek arkaly üstünlikli dikeldilýär. Netijeler SNR-iň takmynan 56 dB bolandygyny görkezýär. Sensor ýygylygynyň ± 100 Hz diapazonyndaky datçik süýüminiň tutuş uzynlygy boýunça güýç spektral dykyzlygynyň paýlanyşy hasam derňelýär. Wibrasiýa ýagdaýynda we ýygylygyndaky görnükli signaldan başga-da, beýleki giňişliklerde belli bir güýç spektral dykyzlyk sesleriniň bardygyny görmek bolýar. H 10 Hz diapazonda we yrgyldy ýagdaýynyň daşyndaky pyýada ses süýümiň uzynlygy boýunça ortaça, kosmosdaky ortaça SNR 33 dB-den pes däl.

2-nji surat

optiki süýümiň paýlanan akustiki duýgur ulgamynyň shemasy.

b Demodulirlenen signal güýjüniň spektral dykyzlygy.

c, duýgur süýüm boýunça güýç spektral dykyzlygynyň paýlanyşynyň golaýynda yrgyldy ýygylyklary.

Bu gözleg, aşa ýokary ýok bolmak gatnaşygy (68 dB) bolan kremniýde elektro-optiki modulýatory ilkinji bolup, DAS ulgamlarynda üstünlikli ulanylýar we täjirçilik AOM modulýatoryny ulanmagyň täsiri gaty ýakyn we ululygy we güýji sarp edilişi, miniatýurlaşdyrylan, pes güýçli paýlanan süýüm duýgur ulgamlarynyň indiki neslinde möhüm rol oýnamagyna garaşylýar. Mundan başga-da, CMOS uly göwrümli önümçilik prosesi we kremniý esasly çip bilen integrasiýa ukybyoptoelektron enjamlaryÇip paýlanan süýüm duýgur ulgamlaryna esaslanýan arzan bahaly, köp enjamly monolit integral modullaryň täze nesliniň ösmegine ep-esli kömek edip biler.