Iň täze ultra ýokary sönme gatnaşygy elektro-optik modulýator

Iň soňkyultra ýokary sönme gatnaşygy elektro-optik modulýator

Çipdäki elektro-optiki modulýatorlar (kremniý esasly, trikinoid, inçe plýonkaly litium niobaty we ş.m.) ykjamlyk, ýokary tizlik we az energiýa sarp edilişi ýaly artykmaçlyklara eýedir, ýöne örän ýokary ýok edilme gatnaşygy bilen dinamiki intensiwlik modulýasiýasyny gazanmak üçin henizem uly kynçylyklar bar. Ýakynda Hytaý uniwersitetindäki optiki süýümli duýgy boýunça bilelikdäki ylmy-barlag merkeziniň ylmy işgärleri kremniý substratlarynda örän ýokary ýok edilme gatnaşygy elektro-optiki modulýatorlar ulgamynda uly öňegidişlik gazandylar. Ýokary derejeli optiki süzgüç gurluşyna esaslanyp, çipdäki kremniýelektro-optik modulýatorilkinji gezek 68 dB çenli sönme gatnaşygy bilen amala aşyryldy. Ölçegi we energiýa sarp edilişi däp bolandan iki esse kiçi.AOM modulatory, we enjamyň ulanylyş mümkinçiligi laboratoriýa DAS ulgamynda tassyklanýar.

1-nji surat Ultra üçin synag enjamynyň shematiki diagrammasyýokary sönme gatnaşygy elektro-optik modulýator

Kremniý esaslyelektro-optiki modulýatorbirikdirilen mikrohalka filtr gurluşyna esaslanýan klassiki elektrik filtrine meňzeýär. Elektro-optik modulýator dört sany kremniý esasly mikrohalka rezonatorlarynyň yzygiderli birikdirilmegi arkaly tekiz zolak geçirijilik filtrlemesini we zolakdan daşary ýokary ret etme gatnaşygyny (>60 dB) gazanýar. Her mikrohalkadaky Pin görnüşli elektro-optik faza geçirijisiniň kömegi bilen modulýatoryň geçirijilik spektri pes ulanylýan naprýaženiýede (<1.5 V) düýpli üýtgedilip bilner. Zolakdan daşary ýokary ret etme gatnaşygy dik filtriň aşak düşýän häsiýetnamasy bilen utgaşdyrylyp, rezonans tolkun uzynlygyna golaý giriş yşygynyň intensiwligini örän uly kontrast bilen modulýasiýa etmäge mümkinçilik berýär, bu bolsa örän ýokary sönme gatnaşygy yşyk impulslarynyň öndürilmegine örän amatlydyr.

Elektro-optiki modulýatoryň modulýasiýa ukybyny barlamak üçin, topar ilki bilen enjamyň geçirijiliginiň iş tolkun uzynlygynda DC naprýaženiýesi bilen üýtgeýändigini görkezdi. 1 V-dan soň geçirijiligiň 60 dB-den ýokary derejede keskin düşýändigini görmek bolýar. Adaty ossillograf gözegçilik usullarynyň çäklendirilmegi sebäpli, ylmy topar öz-özünden geterodin päsgelçiligini ölçemek usulyny ulanýar we impuls modulýasiýasynda modulýatoryň örän ýokary dinamiki sönme gatnaşygyny häsiýetlendirmek üçin spektrometriň uly dinamiki diapazonyny ulanýar. Eksperimental netijeler modulýatoryň çykyş ýagtylyk impulsynyň sönme gatnaşygynyň 68 dB-e çenli, sönme gatnaşygynyň bolsa birnäçe rezonansly tolkun uzynlygy pozisiýalarynyň golaýynda 65 dB-den ýokarydygyny görkezýär. Jikme-jik hasaplamalardan soň, elektroda ýüklenen hakyky RF hereketlendiriji naprýaženiýesi takmynan 1 V, modulýasiýa kuwwatynyň sarp edilişi bolsa diňe 3,6 mW, bu bolsa adaty AOM modulýatorynyň energiýa sarp edilişinden iki esse azdyr.

Kremniý esasly elektro-optiki modulýatoryň DAS ulgamynda ulanylmagy, çipdäki modulýatory gaplamak arkaly göni anyklaýyş DAS ulgamyna ulanylyp bilner. Umumy ýerli signal geterodin interferometriýasyndan tapawutlylykda, bu ulgamda deňagramly däl Miçelson interferometriýasynyň demodulýasiýa usuly kabul edilýär, şonuň üçin modulýatoryň optiki ýygylyk üýtgeşme täsiri talap edilmeýär. Sinusoidal titreme signallarynyň döredýän faza üýtgeşmeleri adaty IQ demodulýasiýa algoritmini ulanyp, 3 kanalyň Reýli saçylan signallaryny demodulýasiýa etmek arkaly üstünlikli dikeldilýär. Netijeler SNR-iň takmynan 56 dB bolandygyny görkezýär. Signal ýygylygy ±100 Hz aralygynda sensor süýüminiň tutuş uzynlygy boýunça güýç spektral dykyzlygynyň paýlanyşy has giňişleýin öwrenilýär. Titreme pozisiýasyndaky we ýygylygyndaky görnükli signaldan başga-da, beýleki giňişlik ýerlerinde belli bir güýç spektral dykyzlyk jogaplarynyň bardygy syn edilýär. ±10 Hz aralygynda we titreme pozisiýasyndan daşardaky özara täsirli ses süýümiň uzynlygy boýunça ortaça hasaplanýar we giňişlikdäki ortaça SNR 33 dB-den az däl.

2-nji surat

Optiki süýümli paýlanan akustik duýujy ulgamyň shematiki diagrammasy.

b Demodulirlenen signal güýjüniň spektral dykyzlygy.

c, d duýujy süýüm boýunça güýç spektral dykyzlyk paýlanyşynyň golaýyndaky titreme ýygylyklary.

Bu gözleg kremniýde örän ýokary söndürme gatnaşygy (68 dB) bolan elektro-optiki modulýatory gazanan ilkinji gözleg bolup, DAS ulgamlaryna üstünlikli ulanyldy we täjirçilik AOM modulýatoryny ulanmagyň täsiri örän ýakyn, ölçegi we energiýa sarp edilişi bolsa ikinjisinden iki esse kiçi, munuň bolsa kiçi, pes kuwwatly paýlanan süýümli duýujy ulgamlaryň indiki neslinde möhüm rol oýnamagyna garaşylýar. Mundan başga-da, kremniý esasyndaky CMOS uly möçberli önümçilik prosesi we çipde integrasiýa mümkinçiligi...optoelektron enjamlarçipde paýlanan süýümli duýujy ulgamlara esaslanýan arzan bahaly, köp enjamly monolit integrasiýa modullarynyň täze nesliniň ösdürilmegine uly goşant goşup biler.