የቅርብ ጊዜው እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ውድር ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር

የቅርብ ጊዜእጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር

በቺፕ ኤሌክትሮ ኦፕቲካል ሞዱላተሮች (ሲሊኮን ላይ የተመሰረተ፣ ትሪኩኖይድ፣ ስስ ፊልም ሊቲየም ኒዮባት ወዘተ) የመጠቅለል፣ ከፍተኛ ፍጥነት እና ዝቅተኛ የሃይል ፍጆታ ጥቅሞች አሏቸው፣ ነገር ግን አሁንም እጅግ በጣም ከፍተኛ የመጥፋት ጥምርታ ያለው ተለዋዋጭ ኃይለኛ ሞጁሉን ለማሳካት ትልቅ ፈተናዎች አሉ። በቅርቡ በቻይና ዩኒቨርሲቲ የፋይበር ኦፕቲክ ሴንሲንግ የጋራ የምርምር ማዕከል ተመራማሪዎች እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የመጥፋት ሬሾ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተሮች በሲሊኮን ንኡስ ክፍል ውስጥ ትልቅ ስኬት አግኝተዋል። በከፍተኛ ደረጃ የኦፕቲካል ማጣሪያ መዋቅር ላይ በመመስረት, በቺፕ ላይ ያለው ሲሊከንኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተርእስከ 68 ዲቢቢ የመጥፋት ጥምርታ ለመጀመሪያ ጊዜ እውን ሆኗል. መጠኑ እና የኃይል ፍጆታ ከባህላዊው ያነሰ ሁለት ቅደም ተከተሎች ናቸውAOM ሞዱላተር, እና የመሳሪያው አተገባበር አዋጭነት በቤተ ሙከራ DAS ስርዓት ውስጥ የተረጋገጠ ነው.

ምስል 1 ለ ultra የሙከራ መሣሪያ ንድፍ ንድፍከፍተኛ የመጥፋት ውድር ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር

በሲሊኮን ላይ የተመሠረተኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተርበተጣመረው ማይክሮሪንግ የማጣሪያ መዋቅር ላይ የተመሰረተው ከጥንታዊው የኤሌክትሪክ ማጣሪያ ጋር ተመሳሳይ ነው. የኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተሩ ጠፍጣፋ የባንድፓስ ማጣሪያ እና ከፍተኛ ከባንድ ውጭ ውድቅ ሬሾን (>60 ዲቢቢ) በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ አራት ማይክሮሪንግ ሬዞናተሮችን በተከታታይ በማጣመር ያገኛል። በእያንዳንዱ ማይክሮሪንግ ውስጥ በፒን-አይነት ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ደረጃ መቀየሪያ በመታገዝ የ ሞዱላተሩ የማስተላለፊያ ስፔክትረም ዝቅተኛ በሆነ ቮልቴጅ (<1.5 V) ላይ በከፍተኛ ሁኔታ ሊለወጥ ይችላል. የባንድ ውድቅነት ሬሾ ከፍ ያለ ከጣፋው የማጣሪያ ጥቅልል-ታች ባህሪይ ጋር ተዳምሮ በአስተጋባው የሞገድ ርዝማኔ አቅራቢያ ያለው የግቤት ብርሃን መጠን በጣም ትልቅ በሆነ ንፅፅር እንዲቀየር ያስችለዋል፣ ይህም እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የመጥፋት ሬሾ የብርሃን ቅንጣቶችን ለማምረት በጣም ምቹ ነው።

የኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተሩን የመቀየሪያ አቅም ለማረጋገጥ ቡድኑ በመጀመሪያ የመሳሪያውን ስርጭት ከዲሲ ቮልቴጅ ጋር በሚሠራው የሞገድ ርዝመት አሳይቷል ። ከ 1 ቮ በኋላ, ማስተላለፊያው ከ 60 ዲቢቢ በላይ በከፍተኛ ሁኔታ እንደሚቀንስ ማየት ይቻላል. በተለምዷዊ የ oscilloscope ምልከታ ዘዴዎች ውስንነት ምክንያት የምርምር ቡድኑ የራስ-ሄትሮዲን ጣልቃገብነት መለኪያ ዘዴን ይጠቀማል እና በ pulse modulation ወቅት የሞዱላተሩን እጅግ በጣም ከፍተኛ ተለዋዋጭ የመጥፋት ጥምርታ ለመለየት ከፍተኛውን የስፔክትሮሜትር መጠን ይጠቀማል። የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የሞዱለተሩ የውጤት ብርሃን ምት እስከ 68 ዲቢቢ የመጥፋት ጥምርታ ያለው ሲሆን የመጥፋት ጥምርታ ከ65 ዲቢቢ በላይ ከበርካታ አስተጋባ የሞገድ አቀማመጥ አጠገብ። ከዝርዝር ስሌት በኋላ, ትክክለኛው የ RF ድራይቭ ቮልቴጅ ወደ ኤሌክትሮጁ የተጫነው ወደ 1 ቮት ያህል ነው, እና የመቀየሪያው የኃይል ፍጆታ 3.6 ሜጋ ዋት ብቻ ነው, ይህም ከተለመደው የ AOM ሞዱላተር የኃይል ፍጆታ ሁለት ትዕዛዞች ያነሰ ነው.

በዲኤኤስ ሲስተም ውስጥ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር መተግበር በቺፕ ላይ ያለውን ሞዱላተር በማሸግ በቀጥታ ማወቂያ DAS ሲስተም ላይ ሊተገበር ይችላል። ከአጠቃላይ የአካባቢ-ሲግናል heterodyne interferometry የተለየ, በዚህ ሥርዓት ውስጥ ያልተመጣጠነ Michelson interferometry ያለውን demodulation ሁነታ ጉዲፈቻ, ስለዚህ modulator ያለውን የጨረር ድግግሞሽ shift ውጤት አያስፈልግም. በ sinusoidal ንዝረት ምልክቶች ምክንያት የሚከሰተው የደረጃ ለውጦች በተለመደው የIQ demodulation ስልተቀመር በመጠቀም የሬይሊግ የተበታተኑ የ3 ቻናሎች ምልክቶችን በማጥፋት በተሳካ ሁኔታ ወደነበሩበት ይመለሳሉ። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት SNR ወደ 56 dB ያህል ነው. በሲግናል ድግግሞሽ ± 100 Hz ክልል ውስጥ ባለው የዳሳሽ ፋይበር አጠቃላይ ርዝመት ላይ የኃይል ስፔክትራል እፍጋት ስርጭት የበለጠ ምርመራ ይደረጋል። በንዝረት ቦታ እና ድግግሞሽ ላይ ከሚታወቀው ምልክት በተጨማሪ፣ በሌሎች የቦታ ቦታዎች ላይ የተወሰኑ የሃይል ስፔክትራል ምላሾች እንዳሉ ይስተዋላል። በ ± 10 Hz ክልል ውስጥ እና ከንዝረት አቀማመጥ ውጭ ያለው የመስቀለኛ ንግግር ጫጫታ በአማካይ በቃጫው ርዝመት ውስጥ ነው, እና በቦታ ውስጥ ያለው አማካኝ SNR ከ 33 dB ያነሰ አይደለም.

ምስል 2

የኦፕቲካል ፋይበር የተከፋፈለ የአኮስቲክ ዳሳሽ ስርዓት ስዕላዊ መግለጫ።

ለ የተቀነሰ ሲግናል ኃይል spectral density.

ሐ, d የንዝረት ድግግሞሾች ከኃይል ስፔክራል እፍጋታ ስርጭት አጠገብ በሰንሰንግ ፋይበር።

ይህ ጥናት በሲሊኮን ላይ የኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተርን እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የመጥፋት ሬሾ (68 ዲቢቢ) ላይ የተገኘ እና በተሳካ ሁኔታ በDAS ስርዓቶች ላይ የተተገበረ ሲሆን የንግድ AOM ሞዱላተር አጠቃቀም ውጤቱ በጣም ቅርብ ነው ፣ እና መጠኑ እና የኃይል ፍጆታው ከኋለኛው ያነሱ ሁለት ትዕዛዞች ናቸው ፣ ይህም በሚቀጥሉት ዝቅተኛ የኃይል ማመንጫዎች ፣ የፋይበር ስርጭት ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታል ተብሎ ይጠበቃል። በተጨማሪም የሲኤምኦኤስ መጠነ-ሰፊ የማምረት ሂደት እና በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ የቺፕ ውህደት ችሎታoptoelectronic መሣሪያዎችበቺፕ የተከፋፈሉ የፋይበር ዳሳሽ ስርዓቶች ላይ የተመሰረቱ አነስተኛ ዋጋ ያላቸውን ባለብዙ መሣሪያ ሞኖሊቲክ የተቀናጁ ሞጁሎችን አዲስ ትውልድ እድገትን በእጅጉ ሊያበረታታ ይችላል።